数字信号处理论文第1篇

关键词：二维信号处理

一、随着集成电路的运算速度更快，集成度更高，就有可能耐复杂目益增加均一些多维数字信号处理。

所它在最近才开始出现的一个新领域。尽管如此，多维信号处埋仍然对以下一些间提了解决的办法，这些问题是：计算机辅动断层成术(CAT)，即综合来自不同方向的X射线的投影，以重建人体某一部分的三维图，源声纳阵列的设计及通过人造卫星地球资源。多维数字信号处理除具有许多引人注目和浅显易行的应用之外，它还具有坚卖的数学基础，这不仅使我们能了解它的实现情况，而且当新问题出现时，也当及时解决。

典型的信号处理任务就是把信息从一种信号传递到另一种信号上，例如，可将一张照片加以扫描、抽样，并将共存储在计算机的存储器中，在这种情况下，信息是从可变的银粒密度转换戌可见光束，再变成电的波形，最后变戍数字的序列，随后该数字序列用。磁盘上磁畴的排列来表示CAT扫描器是一个比较复杂，经过处理，最后显赤射线管(CRT)的荧光屏上或胶片上。数字处理能增加信息，但可以重新排列信息，使观察者能更方便地理解它.观察者不必观看多个不同测面的投影而可直接观察截面图。

人们感兴趣的是信号所包含的信息，而不管信号本身是什么形式。也许可以概括地说，信号处理涉及两个基本任务一一信息的重新排列和信息的压缩。

二、数字信号处理涉及到用数的序列表示的信号的处理，而多维数字信号处理则涉罚用多维阵列表示的信号的处理，例如对同时从几个传感器所接收的抽样图像和抽样的时间波形的处理。由于信号是因而它可以用数字硬件处理，同时可以将信号处理的运算规定为算法。

促使人们采用数字方法的是不言而喻的。数字方法既有效灵活。我们可以用数字系统使其有自适应性并易于重新组合。可以很方便地把数字算法由一个厂商的设备上转换到另一个厂商的设备上去，或者把专用数字硬件来实现。同样，数字算法也可用来处理作为时间函数或空间信号，数字算法自然地和逻辑算符如模式分类相联系。数字信号能够长时间无差错地存储。对很多种应用而言，数字方法Ⅸ其它方法更为简单，对另外一些应用，则可能根本不存在其他方法。多维信号处理是不同于一维信号处理，想在多维序列上实现的多运算，例如抽样、滤波和交换等，用于一维序列，然而，严格芯说，我们不得不说多终信号处理与一维信弓有很大差别的。

信号处理与一维信号处理还是有很大差别的，这是由三个因素造成的；(l)二维通常比一维问题包含的数据量大得多；(2)处理多维系统在数些上不如处理一维系统那样完备；(3)多维信号处理有更多的自由度，这给系统设计音以一维情况中无法比拟的灵活性。虽然所有递归数字滤波器都是用差分方程实现的，一维情况下差分方程是全有序的，而在多维情况下差分方程仅是部分有序的，冈而就存在着灵活性，在一维情况小，离散传里旰变换CDET)可以用快速傅里叶变换CEPT)算法来计算，而在多维情况下，有多且每一个OFT又可用多种AFT算法来计算。在一维情况下，我们可以调整速率。而且也可以调整抽排列。从另一方面来说，多维多项式不能进行因式分解，而一维多项式是可以进行因式分解的。因而在多维情况下，我们不能论及孤立的极，气、孤立的零点及孤立的根。所以，多维信号处理与一维信号处理有相当大的差别。在20世纪60年代初期，用数字系统来模仿模拟系统的想法，使得一维数字信号处毫的各种方法得到了发展。这样，仿照模拟系统理论，创立了许多离散系统理论。随后，当数字系统可以很好地模仿模拟系统时，人们认识到数字系统同时也可以完成更多的功能。由丁这种认识及数字硬件工艺的有力推动，数字信号处理得到了发展，而且现今很多通用的方法，已成为数字方法所特有的，没有与其等效的模拟方法，在发展多维数字信号处理时，可观察到同一发展趋向。因为没有连续时间的(或模拟的)二维系统理论可以仿效，因而最初的二维系统是以一维系统为基础的，80年代后期，多数二维信号处理都是用可分的二维系统。可分的二维系统与用于二维数据的一维系统几乎没有差别。随后，发展了独特的多维算法，该算法相当于一维算法的逻辑推理。这是一段失败的时期，由干许多二维应用要求数据量很大，且IT缺少二维多项式太分解理论，很多一维方法不能很好地推广到二维上来。我们现在正处于认识的萌芽时代。计算机工业以其部件的小型化和价格日趋低廉而有助于我们解决数据量问题。尽管我们总是受限于数学问题，但仍然认识到，多维系统也给了我们新的自由度。以上这些，使得该领域既富于挑战性又无穷乐趣，电子信息技术的结合之软件结台，传统产业中可用电产信息技术的地方，仍然可以在生产或很低的条件下使用人力或传统机械。电予信息技术应到限制，在不同领域和不同水平有各种原因，但烂有一个共大原因是缺乏认识。没有认识，便没有应层。

事实上，在一维和二维信号处理理论之间有实质性的差别，而在二维和更高维之间，除了计算上的复杂世方耐差异之外，似乎差别较小。

参考文献：

[1]吴云韬,廖桂生,田孝华.一种波达方向、频率联合估计快速算法[J]电波科学学报,2003,(04).

[2]吕铁军,王河,肖先赐.利用改进遗传算法的DOA估计[J]电波科学学报,2000,(04)

[3]刘全,雍玲,魏急波.二维虚拟ESPRIT算法的改进[J]国防科技大学学报,2002,(03).

[4]吕泽均,肖先赐.一种冲击噪声环境中的二维DOA估计新方法[J]电子与信息学报,2004,(03).

[5]金梁,殷勤业,李盈.时频子空间拟合波达方向估计[J]电子学报,2001,(01).

[6]金梁,殷勤业.时空DOA矩阵方法的分析与推广[J]电子学报,2001,(03).

数字信号处理论文第2篇

1.1充分了解前期课程情况

首先，授课教师应在课前充分了解《数字信号处理》课程的全部教学内容中有哪些涉及前期的预修课程，并将所有涉及的课程和对应的知识点罗列出来。然后，教师应了解学生是否全部学习过所有的预修课程和所包含的知识点。（1）对于已经学过的预修课程，教师逐一查阅相关教材，摘出本课程中涉及到的知识点所对应的应用条件、关键内容、主要结论以及必要的推导过程等。以《高等数学》为例，本课程涉及到的知识点主要有：反函数和复合函数求导、等比级数求和、欧拉公式、傅里叶级数和微分方程求解等。（2）如果有某一门课程没有学过，例如我校没有开设《积分变换》课程，那教师就应从更基础的《高等数学》课程出发，将本课程所涉及的知识推导出来，以便在课堂授课中补充，或作为参考资料提供给学生自学。（3）有些知识点虽然在预修课程中有所涉及，但可能不是重点或不够系统，那教师就应根据前期所学知识，结合本课程需要，进行必要的归纳总结，以便学生根据个人学习情况参阅。例如本课程中数字滤波器设计是授课的重点内容，其中需要掌握模拟滤波器设计的相关知识，但是预修课程中并没有系统讲述，因此教师就应整理各种模拟滤波器的公式、特点和设计方法并将其融合到授课过程中。由于《数字信号处理》本身就是一个严格的理论体系，其中所有的定理和性质都是可推导或可证明的，而且推导和证明过程也是要求学生掌握的，因此教师在授课中就必须保证所有的推导过程都是学生以自身所掌握的知识可以理解和独立完成的。

1.2建立通畅的师生交流渠道

首先，应转变观念，即使在大学高年级，课程教学也应该是以学生良好掌握本课程的知识和技能为标准，而不应仅仅是完成教学任务。这就要求教师和学生之间具有良好、通畅的交流渠道，以便教师能及时了解学生的学习进展情况、学习过程中存在的疑问以及对课程学习的建议和意见等。同时，也便于教师及时通知学生应预先复习的知识和应准备的材料、对学生提问的答复以及对后续课程教学的调整等。因此，建立通畅的师生交流渠道非常必要。我们认为师生的交流渠道应是多方面的，为此我们采用了多种的交流形式。（1）师生见面会：一般在课程开始之前或前期进行，所有参与授课的教师和全体学生面对面座谈，从而实现初步的了解。（2）课代表制：在学生中选择一名同学作为本课程的代表，负责收集学生中的问题、意见等并及时反馈给教师，同时将教师的通知及时传达给所有学生。（3）公布教师的办公室地址、电话和E-mail：让每一名学生都能找到教师，以便提出问题并得到教师的辅导。（4）《数字信号处理》网络课程平台：本课程已经构建了较为完善的网络课程，其中包括课程授课幻灯、教案、典型习题、课程电子公告片率系统（bulletinboardsystem，BBS）、其他参考资料等。（5）最新的即时通讯工具：例如QQ、微信等。（6）晚自习答疑：每周安排一个晚自习由1名授课教师到学生自习的教室进行答疑，学生如有课程学习中的疑问可以自由提问。通过上述措施，在教师和学生之间构建全方位、全覆盖的交流渠道，既包含了传统的见面辅导形式，也引入了学生中流行的即时通信工具，从而可以保证学生面对面或不见面地提出学习中的疑难问题，便于教师了解和掌握学生的学习状态。

1.3在作业批改和实验过程中深层次了解

前面的师生交流，更注重学生主动提出问题，以寻求教师的答复。不过在我们的教学经历中，有些学生不擅长或者不习惯主动提问题，而喜欢等待接受教师讲解的课程内容。这样，教师就不容易把握学生的个人学习情况，也就难以进行个性化教学。《数字信号处理》课程注重理论知识的学习，因此教师每讲授一部分内容都会给学生布置一些习题作业。我们的要求是学生在作业中要写出完整的解题步骤，提倡学生抛弃草稿纸，将所有的中间过程都写到作业本上。通过对作业的批改，教师就能从中发现每个学生对课程内容的掌握情况，及时发现问题。《数字信号处理》课程也强调理论知识的运用，因此安排了接近1/3的学时用于上机编程实验。学生利用课堂所学理论知识在计算机上编程实现，并将结果显示出来。但是这个过程并不一定是一个顺理成章的事情，大部分学生都不能够一次完成。因此，教师应不停地巡视每个学生的编程过程，及时发现问题并给出建议。

2个性化教学方法

开展个性化教学，并不是进行个别教学，也不是要否定传统的课堂授课。我们认为个性化教学是对课堂授课的补充和完善。另外，个性化包含2层含义：一是不同年级的学生之间存在差异，教师需要针对性地调整或强调授课内容；二是不同学生之间知识背景存在差异，教师应进行个别辅导。

2.1课堂上重点讲解共性难点

通过前期多种形式的师生互动，教师对学生的知识背景应该有较全面的了解，特别是要掌握可能缺失的知识点。在课程备课和幻灯制作过程中，教师就应有针对性地对存在的共性问题进行重点准备，例如对涉及前期预修课程中的知识点进行提示或回顾，对学生缺失的知识进行补充，对前期不系统的知识进行归纳和整理。在课堂授课过程中，不断观察学生的学习状态，发现多数人有疑问时应反复讲解，必要时辅以板书推导。同时，鼓励学生在上课过程中主动提问，并在每次课结束前预留3~5min进行简短答疑。另外，对后续课程学习中可能涉及的预修知识应要求学生进行复习。

2.2合理布置作业并认真批改

教师布置给学生课后完成的作业应涵盖主要的授课内容，应有一定的题量，期望学生通过做作业复习重点知识，特别是综合运用已学过的知识分析和解决问题。教师应重视对学生作业的批改，逐步审阅，并明确指出出错或遗漏之处，如有需要可给出修改思路的提示。曾出现过某一道并不难的作业却有很多学生做错的情况，对此种情况，教师要不怕麻烦对每一个学生都给予纠正，避免疏漏。而且《数字信号处理》课程习题的突出特点是一题多问，后面的问题需要前面问题正确的结果作条件，常常出现第一问解题错误，导致后面几问即使方法得当也无法得到正确的结果。对此种情况，教师不仅要指出第一次出错的地方，而且还应对后续求解的方法予以评价，便于学生自己改错。教师对所有学生作业中存在的问题还应及时归纳。由于学生做作业和教师批改作业都需要一定的时间，一般会有2周的延时，因此教师应注意利用后续授课中的点滴空闲时间或少量的课后时间，进行作业情况的分析。这一做法往往颇受学生的喜爱。

2.3利用课间进行个别辅导

一般每次授课是2个学时连在一起上，学时之间有10min的休息时间。教师应注意在课间主动走到学生中间，这样会无形之中鼓励学生主动提问。我们在教学中发现，当教师站在讲台上时，学生要提问可能需要更多的勇气；而如果教师走到学生身边时，学生会感觉与教师的距离缩短了，从而可能较随意地提问。这样，教师才能有针对性地对学生进行个别辅导。同时，几次之后就有助于树立一种主动提问的良好氛围，有利于教师更好地把握教学效果，节省了猜测和估计的时间。

2.4在线响应学生提问

除了鼓励学生在课堂上提问外，教师应接受并适应学生通过他们熟悉和感兴趣的交流方式提问，并及时作出响应。上述2种提问方式类似于实时和非实时的关系，这本就是数字信号处理技术的突出优点，而且新的交流工具实际上也是数字信号处理技术进步的体现。作为教授本课程的教师也应紧跟时代的步伐，让学生感觉与教师之间没有代沟，更重要的是让学生对本课程产生更浓厚的兴趣，激发主动学习的热情。

2.5让学生独立完成编程实验

计算机编程实验是《数字信号处理》课程教学的重要组成部分，我们要求给学生提供单人单机的实验条件，虽然实验内容相同，但强调每个学生独立完成。教师不仅仅应关注最终的实验结果，还应在学生进行实验的过程中不断巡视，及时回答学生提问，或发现学生有疑难主动给予帮助。每个学生对课程教学内容的掌握程度不同，存在的难点也可能有差别，而且实验的进度更是差别明显，因此集中讲解并不必要，个别辅导才是更佳的选择。

2.6确立每周一次晚自习答疑

由于本课程教学内容多，而学时有限，在制定教学进度时无法留出完整的学时进行答疑。为此，我们尝试每周安排1名授课教师在学生晚自习时到教室答疑。通常教师不站在讲台上，而是在教室后面等待学生个别提问并解答。没有问题的学生则正常自习。经过一个学期的试验，这种方法效果较好，我们将其固定为一种辅助的教学手段。

3结语

数字信号处理论文第3篇

关键词：数字信号处理教学改革教学实践

中图分类号：G624文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）10（a）-0163-02

1传统教学中存在的问题

数字信号处理课程具有理论性强、概念抽象的特点[2]，大量的理论和算法都要通过严密的数学推导，传统的教学计划学时大都用在算法的讨论和理论公式的推导，教学手段主要以黑板教学为主，缺少灵活性，课程偏难且枯燥；教材中Matlab仿真实例以验证性实验居多，缺少具有实际工程背景的设计内容[3]，更缺少与数字信号处理教学内容相关的编程实验，与专业教学计划设置脱节，学生渴望实践锻炼，但又对实验等一些实践环节重视程度不够，因此容易出现学生怕学、厌学及学不懂，老师怕教、难教、教不好的现象。

2课堂教学的改革

2.1修订教学大纲

陕西理工大学数字信号处理课程的教学计划一般安排40学时理论教学，8学时实验教学。遵照学时安排，合理设计对学生的知识与能力指标体系，以适应应用型人才培养。课程使学生培养信号分析与处理的思想，掌握信号处理的基础理论知识，并侧重于理论知识在实践中的应用，让学生具备应用信号处理的基本原理和方法去分析和解决实际工程问题的能力。

2.2课堂教学改革

数字信号处理内容理论性较强，偏重于理论及算法推导，较少涉及实现方法及相关的软硬件技术，学生容易感觉枯燥难懂。为解决这些难题，就要完善现有教学模式，采用多媒体教学和传统板书教学并用的教学手段。

一方面，对于课程中的基本理论和算法推导，以及习题讲解仍然采用板书详细讲解，以便学生有足够的时间跟上教师的授课思路，同时结合学科发展趋势，列出一些实际的工程实例与课本知识结合起来，让学生感觉学以致用。另外，也要把数字信号处理的发展过程与理论知识结合起来，从而能够掌握各个知识点的关联与区别，加深对信号处理思想与工具的理解。例如“信号与系统”偏重于模拟信号与系统，“数字信号处理”偏重于数字信号与系统，原因是计算机只能处理数字信号，不能处理连续信号，所以必须把模拟信号通过抽样、量化、编码等步骤变换成数字信号，计算机才能识别处理模拟信号。这样就可使学生把相关的思想、原理和方法融会贯通成一个完整的知识体系。另一方面，对于诸如时域频域抽样和Z变换等表示物理工程概念，以及包括本学科新技术和新进展在内的课程内容则采用多媒体方式，通过声音、图片、动画、Matlab仿真等多种互动教学形式，不仅节省了学时，而且有助于学生形象理解和提高学习兴趣，加深对课程内容的理解。

2.3考试措施改革

学生的综合成绩主要由笔试、实验和平时成绩组成，各占比重为70%，20%，10%，有效地将学习过程考核、实验设计环节，以及课程设计纳入到考核范围[4]。其中笔试主要考核学生对数字信号处理理论内容的掌握情况，注重分析与综合运用；实验成绩为操作技能和实验报告两部分组成，增强学生对实践环节的重视，强化其编程、仿真调试能力，以及独立分析解决问题的素质；平时成绩的给定主要参考平时课题提问及回答、作业成绩、课堂考勤，以及课程设计等部分，课程设计报告要求在数字信号处理课程结课后，分小组自助选题做研究，并按照规定的格式和内容要求提交一份研究报告。

3实践教学的改革

3.1改革Matlab实验

在教材或实验指导书验证性实验的基础上，为学生提供必要工作环境和条件，增设设计性和综合型实验内容。例如，人体心电图在测量过程中间容易受到外界环境通信及电磁信号的干扰。实验给出一个心电图信号采样序列标本x（n），假设该信号中存在外界干扰信号，要求在实验中输入心电图序列x（n），滤除x（n）序列中的外界干扰信号，保留原始的有用信号。学生通过类似的综合性实验，可以实现信号的频谱分析、滤波和设计，完成简单的数字信号处理功能，从而锻炼了学生的综合运用能力，使其感觉有趣、有用，更能进一步增强其学习、科研的兴趣和能力。

3.2改革DSP实验

目前，我院利用现有的银杏科技公司的DES320PP-U数字信号处理仿真/教学实验系统集成了型号为XDS510仿真调试器，不需要外部JTAG仿真器即可完成DSP各个模块的实验；该实验系统全面支持TI公司的C2000，C5000，C6000等系列DSP，可开设出算术运算类、数字信号处理理论类、芯片原理类、DSP/BIOS、信号与系统类、控制类，以及硬件扩展设计实验等实验项目。为此，在现有的实验项目基础上，借助于试验箱及其CCS编程环境，学生可以在CCS图形窗口观察信号的时域和频域曲线，观察原始信号和滤波后信号的曲线。这样，可有机地将硬件和软件相结合进行实验，将数字信号处理理论与DSP控制器使用编程融为一体，真正地讲数字信号处理理论应用到实际工程中，达到理论与实践相统一的目的，学生在实验与编程环节中达到“知其然，更知其所以然”。

我院将全部实验室对外开放，学生可以主动联系实验室，可以在实验室无教学任务的情况下，自行练习教材或课堂上的程序，也可以自己提出要研究的课题，进行论证编程。通过实践实验环节的锻炼，达到从教学实验锻炼到工程实践的逐层深化和提高，从而有助于学生具有自助学习探究的态度，以及创新创业的精神，以适应当前多元化的社会对综合人才的需求[5]。

4结语

通过对数字信号处理的课程大纲、课堂教学、实践教学等方面的系列改革，在实际的教学中取得了令人满意的教学效果，不仅激发了学生的学习兴趣和积极性，让学生更为深刻地理解了信号处理的思想和基本理论，而且培养了学生思考与钻研能力。希望通过进一步地教学改革和尝试，带动应用型本科院校数字信号处理教学质量再上一个台阶。

参考文献 

[1] 王秋生，袁海斌.“数字信号处理"教学方法的探索与实践[J].电气电子教学学报，2008，30（4）：87-89. 

[2] 王冬霞，李波，孙福明，等.应用型本科院校《数字信号处理》的教学改革与探索[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2010，12（6）：30-31. 

[3] 毛伊敏，钟文涛.数字信号处理课程研究型教学方法研究[J].中国电力教育，2008（11）：79-80. 

[4] 沈媛媛，刘益成.数字信号处理课程教学改革探讨[J].中国现代教育装备，2008（10）：98-99. 

数字信号处理论文第4篇

关键词： 《数字信号处理》 教学方法 教学优化

1.引言

随着电子技术及计算机技术的飞速发展，数字信号处理的新理论和新技术层出不穷，目前它已成为应用最快、成效最显著的学科之一。《数字信号处理》已经成为我校通信工程专业的一门专业基础课，它是多门课程相互连接的桥梁和纽带，实现了从理论到实践的相互过渡，对于培养学生理论分析和综合应用能力有非常重要的作用。但是该课程理论性比较强，概念抽象，［1］对数学基础要求也比较高，容易使学生感到乏味，学生对该课程普遍有畏难情绪。因此笔者结合江苏大学通信学院的教学特点，对数字信号处理教学方法作了深层的探讨，在传统教学手段的基础上，开发了多媒体教学辅助系统，充分发挥了现代教学手段的优势；并将Matlab软件用于教学，将抽象的概念感性化，以形象生动的手段来展示理论内涵；采用实验和教学相结合的形象教学，培养学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

2.教材和教学内容的选择

2.1教材选择

目前“数字信号处理”的教材很多，笔者选用了东南大学吴镇扬教授编写的《数字信号处理》第二版。［2］该书对信号处理的基础理论和基本算法进行了充分的论述与讨论，条理清楚，深入浅出，有利于学生更牢固地掌握，是一本很实用的教材。该书还很好地处理了和“信号与线性系统”的关系，在保持课程完整性的同时压缩重复内容。在内容取舍上，结合数字信号处理技术的发展做了精心的安排。

2.2教学内容

“数字信号处理”课程理论性较强，对数学基础要求较高，学生普遍反映抽象、难学。［3］针对这种情况，为在60学时（含实验10学时）内有效完成数字信号处理的知识点的讲授，笔者对内容做了合理安排，讲授沿两条主线进行，精简部分内容，如表1所示。

一条是信号与系统的时、频域分析，包括离散系统的时域分析、z域分析、傅氏变换，FFT及利用FFT进行频谱分析；另一条是数字滤波器的设计与实现，包括IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计，以及这两类数字滤波器的实现结构和各种滤波器结构的误差分析。对教材中关于DSP应用方面，如芯片介绍这一节的内容，将并入到另一门课“DSP芯片原理及应用”这门课中讲授。

3.教学方法优化

“数字信号处理”是一门数学理论较强的课程，其特点是公式多，概念比较抽象，比较枯燥，难度大。要获得较好的教学效果，我们需要采取一些技巧和方法。

3.1多媒体教学手段和传统教学手段的并用

基于本课程的特点，在教学过程中教师可以采用板书和多媒体教学相结合的讲课方式，以板书为主，多媒体为辅。板书主要是针对一些课程中的基本原理和方法推导证明，这样可以使讲课方式更灵活、师生互动性更强，使学生跟随教师的思路来领会学习的要点和难点，学起来比较容易。而对于一些需要形象理解、图形举例演示的部分，教师可以采用多媒体教学方法，利用图像、视频等多种形式进行互动教学。［4］比如介绍采样定理的时候，在推导采样定理的同时，采用动画的方式，演示一个模拟信号经过采样前后，时域和频域的变换关系，使学生更深刻地理解采样定理，实现对该知识点的融会贯通。

在设计幻灯片格式时我们应注意以下几点：

（1）选择容易看清的字体和字号。PowerPoint默认的中文字体为宋体、英文字体为Times New Roman，为保证坐在教室最后一排(尤其角落处)的学生看清演示，中文选用加粗黑体，英文选用加粗Arial，字号在18 points和28 points之间。

（2）选用深蓝色背景，字体颜色采用对比度较高的颜色。为了便于学生使用，将演示文稿制作成适于打印的.pdf文件。

（3）由于学生同时听讲和看幻灯片，注意力容易分散，会感觉跟不上讲课思路或对于幻灯片内容印象不深。为解决这个问题，既可以利用动画效果逐步展示内容，又可以制作内容精练、布局合理、便于识记的幻灯片。

3.2在教学中应用Matlab软件

Matlab是DSP教学中的标准仿真软件，它能轻松完成系统分析、信号处理中的大量计算和绘图工作，并可生成教学所需的多媒体素材。［5］例：已知一连续正弦信号的频率为150Hz，取时间长度为0.1s，采样频率分别取为500Hz，1000Hz，5000Hz，20000Hz，仿真结果分别如图1―4所示。

3.3课堂讨论与练习

课堂目前是本科生进行理论学习的主要场所，课堂教学方法的改革应放在重要位置。笔者采取“启发式教学和研究型学习”的教学方法，从研究问题入手，将数字信号处理的一些重要理论构建过程展现出来，同时提出新的问题，以便让学生进行思考和研究。比如介绍滤波器理论时，笔者首先提出在通信系统构建的主要模块，在系统最前端，其次为了选择有效信号，引入滤波的概念，提出滤波器理论。

在课程的理论教学中，笔者针对教学难点和重点提出问题，定期和不定期地在课堂中进行讨论，请学生事先准备好，上讲台发表见解。

4.结语

《数字信号处理》是一门非常重要的课程，因此在适应素质教育对电子信息专业人才培养的要求下，笔者结合我校实际情况对该课程进行优化改革。实践证明，随着通信技术、电子技术和计算机技术的飞速发展，实现对《数字信号处理》的教学优化，有利于提高课时效率，有利于拓宽专业知识面，有利于培养和加强自身系统设计能力和实践能力，有利于加强自身素质教育的课程改革。

但是，如何在学习过程中发挥自身的主动性，将更多方案应用于学习， 使学生的学习效果达到最优，还有待进一步探索和实践。采用Matlab仿真软件来优化课堂教学，不仅丰富了教学内容，而且加深了学生对理论的理解；使公式的推导不再枯燥，且算法易于实现；使理论与实际紧密结合，更锻炼了学生的实践能力。

参考文献：

［1］陈嘉.《数字信号处理》的优化设计探讨［J］.信息技术与课程整合.

［2］吴镇扬.数字信号处理［M］.北京:高等教育出版社，2004.

［3］刘会衡，田玲. 数字信号处理课程教学方法改革与实践［J］.教学研究，2008，31，（3）.

数字信号处理论文第5篇

关键词：数字信号处理 教学改革 知识网络

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0180-01

数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又应用领域非常广泛的新兴学科。随着计算机技术和数字信号处理器件的飞速发展，数字信号处理的理论和方法得到了广泛的应用，如在音频处理、图像处理、雷达声纳信号处理等领域都有大量的使用。因此，越来越多的高等院校开设《数字信号处理》课程作为通信与电子信息类专业学生的一门重要专业基础课。然而，由于这门课理论性强，公式推导复杂，学生常常觉得枯燥难学，直接影响了他们的学习兴趣，从而很大程度上降低了课程的教学效果。因此，为提高学生的学习积极性，改善该课程的教学效果，我们对本课程从理论教学与实践教学两个方面进行了有针对性的改革探讨。

1 理论教学改革

1.1 淡化数学推导，注重概念物理含义的阐述

《数字信号处理》这门课涉及到的公式繁多，概念抽象。由于大量结论由数学推导方式得到，学生往往过于注重结论的数学推导过程，而没有理解各种数学公式所包含的物理含义。针对这种情况，在概念与公式的讲授中，要避免通篇繁琐的数学推导，需要特别强调基本概念、基本原理等方面的物理含义阐述和定性分析。

1.2 采用多媒体与板书相结合的教学方法

由于《数字信号处理》这门课理论性强、概念抽象，对于学生来讲比较枯燥难学。因此，考虑利用现代多媒体的教学手段，将抽象的概念通过动画、声音、图像等方式展现出来，使学生能够很容易理解概念的内涵。另外，采用多媒体的教学方式，还需要与板书这种教学形式相结合。《数字信号处理》这门课数学公式推导较多，如果省去板书推导，直接给出结论，学生接受起来将会很困难。因此，为了帮助学生对结论的理解和接受，有必要适当加入板书推导。

1.3 构建知识网络，建立各知识点之间的联系

《数字信号处理》这门课，知识点多而复杂，学生往往对各个知识点之间的联系搞不清楚。实际上，数字信号处理课程系统性很强，各个知识点是紧密联系的，可以通过构建知识网络的方式加强知识点之间的联系。比如：对于离散时间信号分析中介绍的DFS、DTFT、DFT等变换，通过图1构建的知识网络，可以使学生理解这几种变换之间的逻辑关系，便于学生对知识的理解与掌握。

1.4 通过建设网络教学资源，使教学资源共享化

将课程的教学大纲、教案、习题、课件、参考文献等教学资料在Internet上开放，实现教学资源共享。通过开设网络辅导、网上课程研讨、网上交付作业与实验报告和优秀作业展示，建立例题解答范例库和自测试题库等方式，可以方便学生自学和开展远程教学，使书本内容与教辅网站的参考资料相结合。教学资源的共享化可以使教学内容的广度和深度得到明显提高，为学生自主学习提供广阔平台。

2 实践教学改革

2.1 Matlab软件在《数字信号处理》教学中的应用

Matlab（矩阵实验室）是目前高等院校与科研院所广泛使用的优秀应用软件。为配合数字信号处理课程教学，在Matlab软件环境上可以进行数字信号处理实验教学平台的开发，将抽象的理论和概念用易于理解的可视化图形演示给学生看，通过这种方式，学生对数字信号处理课程基本概念、基本原理的理解会进一步加深。

2.2 将LabVIEW软件应用于《数字信号处理》教学中

LabVIEW是美国国家仪器公司（National Instru-ments，NI）推出的一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程软件。在数字信号处理教学中，利用LabVIEW软件自带的信号处理套件，学生只需要拖放图形控件，便可轻松快捷地开发出人机界面友好、操作方便的应用程序，将书本上理论性较强的知识转换成直观的图形，从而加深学生对理论知识的理解，提高他们的学习兴趣。

2.3 CCS软件在《数字信号处理》实践教学中的应用

CCS是美国得州TI公司推出的DSP系统的一种开发软件，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。在实践教学中，基于DSP技术在CCS开发环境下可以实现数字信号处理的理论与算法，观察其动态仿真过程，并可以将调试好的算法代码下载到DSP芯片中运行。采用CCS软件开发DSP实验，既可以加强学生对数字信号处理基础的掌握，又可以锻炼学生的工程实践能力，达到理论与实践的有机结合。

3 结语

《数字信号处理》作为电子信息类专业的重要基础课，普遍被学生认为是难点课程。为获得较好的教学效果，结合学校实际情况，对该课程在理论教学和实践教学两个方面进行了改革的探索与尝试。在理论教学中，通过现代多媒体的教学手段，使学生透彻理解各个知识点及其物理内涵，并通过构建知识网络的方式建立各个知识点之间的联系，便于学生对知识点的理解与掌握。另外，通过建设网络教学资源，使教学资源共享化，以方便学生进行自主学习。在实践教学中，采用matlab、labview等仿真软件对教学过程进行优化，可以加深学生对理论知识的理解。另外，采用CCS软件开发DSP实验，可以锻炼学生的工程实践能力，达到理论知识向实践能力的转化。通过理论与实践两个方面教学改革的探索，学生的学习兴趣得到了普遍的提高，该课程的教学效果也得到了很大程度的改善。

参考文献

[1] 胡广书.数字信号处理[M].北京：清华大学出版社，2003.

数字信号处理论文第6篇

Abstract： This paper introduced DSP technology scheme for experimental teaching of digital signal processing course based on the present method of MATLAB.A FIR filter is taken as an example to show how to implement the scheme. The practice proves that it can effectively improve the students' ability of engineering practice.

关键词： 数字信号处理实验；MATLAB；DSP ；FIR数字滤波器

Key words： digital signal processing experiment；MATLAB；DSP；FIR digital filter

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0200-02

0 引言

《数字信号处理》课程是高校电子信息类专业的主干课程，其主要教学目的是使学生理解数字信号处理的基本理论和分析算法、掌握其基本算法和设计方法[1]。本科阶段数字信号处理课程主要涉及离散时间信号与系统基本概念、傅里叶变换算法、数字滤波器结构与设计等方面。由于本课概念较抽象，内容牵涉到较多数字公式，给学生在深刻理解课堂内容方面造成一定的障碍。很多高校设置课程时，均给予该课一定数量的实验课时，通过实验以帮助学生更好地理解数字信号处理理论知识。

目前，数字信号处理课程的实验方法主要是基于MATLAB软件为主，即在MATLAB中编程并运行观察有关信号处理效果[2][3]。运用MATLAB软件作为实验平台，确实能提供便捷的分析方法[4]。然而，基于MATLAB的数字信号处理课程实验过程中，大量调用了MATLAB已有的函数，学生只需修改这些函数的参数即可。这种模式不能有效训练学生将理论知识用于工程实践的能力。

针对以上问题，本文研究了在数字信号处理课程现有的MATLAB实验基础上，引入数字信号处理芯片DSP（Digital Signal Processor）及其软件，通过实验过程针对DSP芯片实现常用数字信号处理算法。

1 实验设计

数字信号处理课程共64课时，其中实验课时8课时。本文以系数对称有限冲激响应滤波器（Infinite Impulse Response，IIR）为例来分析在MATLAB实验的基础上，引入DSP实验的方法与实验过程，该实验课时为4课时，要求学生有基本的DSP编程知识。

1.1 实验内容 实验包括了MATLAB实验和DSP实验两个环节。其中，MATLAB实验部分的主要任务是产生实验原始数据、设计滤波器系数、调用滤波器函数验证滤波器滤波效果。DSP实验部分是用C语言或汇编语言编程实现FIR滤波器并观察滤波效果。

1.2 实验过程 实验过程可以分7步进行，分别为：①MATLAB设计数字滤波器，获得系数；②MATLAB给出仿真原始待滤波数据；③MATLAB调用数字滤波器函数验证滤波效果；④观察是否符合滤波要求，若不符合要求则重新设计数字滤波器；⑤如果符合要求则将系数、原始数据归一取整后送往CCS；⑥CCS使用获得的系数与数据，基于DSP编程调试；⑦观察DSP是否符合滤波要求，若不符合修改程序。

2 实验设计

2.1 MATLAB实验部分 MATLAB实验部分首要任务是根据实验要求设计所需数字滤波器。这个环节既可以调用MATLAB函数进行设计，也可以直接使用MATLAB提供的数字滤波器工具FDATOOL进行设计。无论哪种方法，都需要确定滤波器类型、阶数等参数，最后由MATLAB帮助获得滤波器系数。本文给出的实例为采样频率为12KHz，通带截止频率为1200Hz，阻带起始频率为2400 Hz，阻带衰减不小于-40dB的FIR直接型低通滤波器。

若以窗函数法进行设计，则要求学生在实验过程中，多次实验观察不同窗函数对滤波器滤波效果的影响。本文采用Bartlett窗为例进行设计，设计所得数字滤波器为23阶。

获得数字滤波器系数后，由MATLAB产生待滤波信号，待滤波指信号可以是白噪声，也可以是由程序指定的几个不同频率信号的叠加。本文所举实例为便于说明，设置了频率分别为800Hz、3KHz、4KHz的三种信号混合作为待滤波信号。

滤波前后的信号频谱如图1所示。从图1可以看出该滤波器确实能够实现低通滤波。此后，实验进入DSP实验环节，要求基于DSP编程，并将得到的实验结果与MATLAB实验结果作对比，以确保基于DSP实现了数字滤波器要求。

2.2 DSP实验部分 DSP实验为训练工程实现能力，必须要求学生考虑各方面的细节，包括存储器的安排。本实验中，安排了三个存储器区域，分别存放数字滤波器系数、等待滤波的原始数据以及滤波后的数据。其次，由于本实验的编程目标是TI公司C5000系列的定点芯片，必须考虑定标问题，本实验中建议学生定标为Q15。滤波器系数与待滤波的原始数据在导入DSP系统的存储器之前，要求先归一化后取整。

本文以TI公司的C54xx系列DSP芯片的汇编语言系统为例来编程实现FIR低通数字滤波器。

一个L-1阶的FIR数字滤波器的I/O方程可以表示为：y（n）=■b■x（n-i） （1）

MATLAB实验调用filter函数实现（1）式滤波器。学生虽然知道滤波器的各项参数含义，但缺乏如何将FIR差分方程用具体的编程语言实现的概念，为此，本实验要求学生使用C语言或汇编语言编程实现FIR滤波器。

程序的部分源代码如下所示：

LD *DATA_IN+， A ；取得待滤波数据

FIR： STL A， *FIR_DATA+% ；将待滤数据存入指定缓存区

RPTZ A， （ORDER-1）

；重复执行系数与数据相乘并累加实现滤波

MAC *FIR_DATA+0%， *FIR_COEF+0%， A ；

STH A， *DATA_OUT+ ；将滤波后数据存入指定缓存区

以上程序中，FIR_DATA是指向存放待滤数据的寄存器，FIR_COEF是指向存放滤波器系数的存储器单元的寄存器。DATA_IN、DATA_OUT是指向存放滤波前后数据的存储器单元的寄存器，MAC指令执行乘累加操作。

本文所举实例中DSP实验部分的运行结果分别如图2所示。

图2表明，基于DSP编程设计的数字滤波器，实现了低通滤波的效果。与MATLAB的运行结果对比，二者一致。

3 结语

在现有使用MATLAB开展数字信号处理实验的基础上，引入DSP技术，基于DSP设计数字滤波器，在实际操作过程中，数字滤波器的类型、各项参数、以及原始待滤信号如何产生，都在教师演示后，由学生举一反三进行修改。整个实验过程综合了数字信号处理基本理论知识、MATLAB函数、DSP基本原理及其编程等方面的知识，对学生的知识综合运行提供良好的平台。由于本文研究的实验方法兼顾了理论性与工程性，使学生体会了理论知识在工程实践中的运用过程，极大了调动了学生的积极性、提高了学生将理论用于实践的信心。

参考文献：

[1]程佩青.数字信号处理教程[M].清华大学出版社，2007，2.

[2]袁小平.基于Matlab的数字信号处理课程的实验教学[J].实验室研究与探索，2002，2.

[3]郭琳，王子旭，沈小丰.基于Matlab开展DSP教学的研究与实践[J].电气电子学报，2007，3.

数字信号处理论文第7篇

关键词：《数字信号处理》；教学改革；应用型本科院校

中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2013）25-0030-02

一、引言

近年来，随着信息技术的不断发展，数字信号处理技术得到了迅速发展和广泛应用，已经广泛应用到图像处理、医学信号处理、信号检测和识别等各个领域[1]。《数字信号处理》课程也成为了电子信息工程、通信工程等专业重要的专业必修课，目的是让学生掌握数字信号处理的原理和方法，为图像处理、语音信号处理、随机信号处理等后续课程打下良好的理论基础。该课程理论性较强，公式推导较多，需要学生有一定的数学基础。对于应用型本科院校的学生来说，由于其数学基础相对薄弱，往往不能很好地掌握数字信号处理的基本原理，深刻领悟其实际意义，更难将其应用于今后的工作和学习中。因此，应根据应用型本科院校的特点和需求，对《数字信号处理》课程进行教学改革[2-4]。

笔者根据应用型本科院校的特点和需求，针对《数字信号处理》教学中存在的问题，对该课程教学改革中的一些问题进行初探，从教学内容和教学方法上进行教学改革，以满足应用型本科院校的人才培养目标。

二、传统教学中存在的问题

《数字信号处理》课程具有理论性强、数学公式推导较多、理论较抽象的特点。对于应用型本科院校的学生来说，由于其数学基础相对薄弱，很容易对该课程产生恐学、厌学的情绪。而该课程传统的教学手段往往以板书教学为主，在授课中进行大量的公式推导和抽象的理论学习，使很多学生不能很好地掌握数字信号处理的基本原理和方法，无法领会其精髓，难以将其用于今后的学习工作中，无法达到该课程教学应有的教学目的。另外，在实验教学中，以验证性实验居多，缺乏灵活性和创造性，缺少具有实际工程背景的设计内容，使实验教学无法达到希望的效果。

三、教学内容的改革

应用型本科院校的学生不同于一般本科的学生，往往数学基础相对薄弱，就业去向更多的是技术支持和应用，而不是一本学生的深造和研发。因此，在应用型本科院校的《数字信号处理》课程教学中，应根据应用型本科院校学生的来源和就业去向，合理的设定教学内容，突出实用性，加强理解及运用。

1.选择合适的教材。目前《数字信号处理》课程广泛采用的教材是清华大学出版社出版程佩青编著的《数字信号处理教程》，但是对于应用型本科院校的学生来说，这本书的理论性过强，不够清晰易懂。因此在选择教材的时候，要根据学生整体水平选择相对简单、清晰、易懂、重点突出的教材进行教学。为此笔者选择相对简单易学的西安电子科大出版社出版高西全编著的《数字信号处理》作为教材。同时，参考其他经典教材，博采众长，制定适合应用型本科院校学生学习的教学内容，在保持理论的完整性的同时，使教学内容层次清晰，重点突出。

2.合理设置教学内容。《数字信号处理》课程理论性较强，存在大量的公式推导，容易使学生感到抽象和枯燥。在设置教学内容的时候，应尽量避免和简化公式推导，着重说明其基本原理和物理意义，并注意联系实际，激发学生的兴趣。

3.应合理配置学时。对于重点内容和基础原理，如离散傅里叶变换、Z变换、滤波器的设计等内容，加大学时，打好基础，并充分与实际结合，使学生能够学以致用。对于非重点内容，如快速傅里叶变换等，减少学时，着重使学生了解其基本原理，掌握其思想和精髓。对于边缘内容，如分裂基、格型滤波器等，简述其思想和原理，让学生对这部分内容有一定了解，以备今后用时能够深入学习。

四、教学手段的改革

1.强调数学公式的物理意义。《数字信号处理》课程教学内容中大量的数学公式及推导，非常容易导致学生的恐惧心理。在进行这些部分的授课时，应先强调其物理概念，尽量使用画图、多媒体演示等方式形象地让学生对公式和理论有感官认识，再讲解数学公式及推导部分，这样学生理解起来就容易多了，才能够准确深入地掌握数字信号处理的基本原理，而不是面对一堆复杂抽象的公式。

2.在课堂教学中引入MATLAB软件。MATLAB软件是一种功能强大、使用简单的工具软件，广泛地应用于教学和科研中，其自带的数字信号处理工具箱，更为其应用在数字信号处理课程的教学中创造了有利的条件。应用MATLAB可以很容易地进行信号和系统的傅立叶变换分析、卷积运算、滤波器设计、信号滤波等工作，使学生可以直观地看到各种原理和方法的过程和结果，有利于学生对原本枯燥和抽象的理论产生感官印象，加深理解。

3.引入多媒体教学手段。多媒体教学是教学手段改革的主流，具有生动、形象、直观和信息量大等特点，恰当地使用多媒体教学手段，能够很大程度上提高授课的效果和效率。针对本课程涉及数学知识较多，公式推导烦琐的特点，笔者采用板书授课和多媒体授课相结合的授课方式，充分发挥多媒体教学的优势。例如，采样定理中的信号采样及恢复这部分内容，其概念比较抽象，数学公式又比较烦琐，如果仅使用板书教学，只能够画出一些特殊采样频率的恢复效果，不仅耗时、效率低下，而且学生理解起来也比较困难。在介绍这部分内容时，笔者采用多媒体课件动画演示的方法，将不同采样频率下，信号采样及恢复的全过程用课件中的动画形象地表现出来，使学生能够轻松掌握，加深理解，记忆深刻，同时也激发了学生的学习兴趣。

五、实验教学的改革

实验教学是课堂教学有力的辅助，对学生消化、巩固和应用所学知识具有非常重要的作用。对于实验教学的改革，应降低验证性实验的比例，增加综合设计性实验，通过建立通信信号、语音信号和图像信号库，设计若干选作实验，为学生提供必要的实验条件和基础，并尽量把最新的教学和科研成果引入到实验中去，激发学生的学习兴趣，使学生认识到学习的目的并不仅仅是理论的学习、公式的推导和习题的计算，而是要把理论应用于实践，为己所用。

六、结语

本文根据应用型本科院校的特点和需求，针对《数字信号处理》教学中存在的问题，对该课程教学改革中的一些问题进行初探，从教学内容和教学方法上进行改革，并取得了良好的教学效果，对应用型本科院校的《数字信号处理》课程教学起到了一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]罗忠亮.地方性本科院校《数字信号处理》的教学改革[J].韶关学院学报（自然科学），2009，30（3）：141-146.

[2]王冬霞，李波，孙福明，周军.应用型本科院校《数字信号处理》的教学改革与探索[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2010，12（6）：112-113.

[3]郑海峰.独立学院《数字信号处理》教学改革思路[J].科技咨询，2010，（20）：184.

[4]张丽丽.贾亮.“数字信号处理”课程教学的改革与实践[J].中国电力教育，2012，（34）：70，76.

数字信号处理论文第8篇

【关键词】数字信号处理发展历程具体应用未来发展趋势

数字信号处理简单来说就是将图片、音频以及视频等多种的模拟信息通过一定的处理转化为数字信息的一种科学技术，可以简称为DSP。具体来说是执行图评展示、音频以及视频播放等功能的数字处理器。在特殊情况下，数字处理技术也可以被用作信息处理之后再将其重新转变为新型的模拟信息实现输出。从广义上来说，数字信号处理技术在很大程度上是作为一种对数字信息进行处理的应用型理论技术存在。

1数字信号处理的发展历程概述

数字信号处理技术是通过数字计算方式以及相应的数字信号芯片在信号中对有用性信息进行一定的提取，数字信号处理需要研究的对象包含了数字方式对具体信号的变化、压缩以及识别等，数字信号处理的因为简称具有两层含义，第一是数字信号处理，第二是数字信号处理器。在现阶段中基本上不区分这两种意思，主要是因为二者之间具有高度的密切性，数字信号处理器主要就是为了能够实现数字信号处理的数字运算。到目前为止，数字信号处理芯片的生产厂家包含了美洲、西欧等一些国家的半导体制造公司，其中主要以美国为最大的生产厂家，对产品的快速规模的生产，占据了世界市场的大半。

2数字信号处理的具体应用分析

2.1网络数字化信息产品的发展

信息产品包含了网络数字化产品领域，网络数字化产品是信息产品在信息化时代环境中衍生的一种新型发展形式。除此之外数字化信息产品是独立存在的，能够与信息载体相脱离，主要是通过数字信号的形式利用电磁波实现传播，对不同的个体之间能够全面的实现信息共享[3]。产品范围十分宽广，本文主要是对一些家庭化的信息产后进行介绍，例如电脑电视就是数字信号处理技术的产物，该电视的主要配置还是电脑，具有普通电视的播放功能同时还能够通过鼠标进行操控，将电视与电脑自身的优点实现有效的融合。

2.2仪器儀表的产生与进一步发展

数字信号处理技术的全面深入与发展，在仪器仪表领域得到了有效的应用，一般传统的测量仅器以及测试仪器使用的高档的单片机，但很快就被数字信号处理技术所取代。数字信号处理技术对于测量仪器以及测试仪器的开发过程来说，极大的提升了产品的质量与档次。数字信号处理技术自身具有丰富的资源，由于这个特征使得数字信号处理技术在测量测试仪器中的应用能够较好的简化其中的相应硬件电路。因为对测量测试仪器的工作速度与精度进行全面的判断，是整个仪器工作水平中一项关键的指标。因此积极的应用数字信号处理技术开发新产品，能够实现对新产品各项工作指标的提高。

3数字信号处理的未来发展趋势论述

3.1数字信号处理的未来发展总体发展趋势分析

目前在全球范围内数字信号处理技术都拥有着十分广阔的市场需求，美国是数字信号处理技术应用的最关键客户，在工厂生产、汽车制造领域以及家庭生活方面美国都应用了数字信号处理技术，我国也是数字信号处理技术应用的主要国家，在我国经济市场中数字信号处理技术也有十分巨大的发展空间。新时期人们对智能手机、数码数字产品、汽车等增加了巨大的购买量，极大的刺激了经济市场对数字信号处理技术应用的需求，就目前情况来说，数字信号处理技术的市场已经逐渐成熟，但是不是说就没有继续发展得到空间。相反的，未来发展过程中数字信号处理技术仍然具有极大的潜能。未来的数字信号处理技术发展趋势主要表现在三个主要方面：

（1）结合MCU技术，全面创造双核运行平台；

（2）全面有效的对数字信号处理技术内核中的结构进行完善与改进；

（3）积极提高运行速率，降低功能消耗。3.2SFMD技术在数字信号处理技术中的应用

从目前我国数字信号处理技术的具体时间发展上得出，数字信号处理技术的发展趋于高性能及耗能低，整个发展领域也更加宽广。除此之外，数字信号处理技术自身拥有的独特特征驱使它在很多的电子产品中都得到了广泛应用，逐渐发展成为电子产品研发与生产的关键技术。由于该领域的研究还存在一些不足与缺陷，数字信号处理技术还有很大的发展与进步空间。在数字信号处理技术完善与不断更新的前提下，涉及了更加广泛的领域，在现存的数字信号处理技术应用实际上来看，运算速度得到了很大提升，并且逐渐实现低能耗与尺寸小的应用。目前我国数字信号处理技术还没有得到全面的开发，研发中产生的具体问题应当引起研究人员的高度关注与重视。在数字信号处理技术的应用上，该技术会成为应用领域中的主导性技术，并且在该技术中SFMD技术得到了广泛应用，在这个过程中代码兼容性展现了自身的积极作用。在我国进入到新时期之后，互补性金属氧化物半导体技术与第二代的数字信号处理技术实现了有效合理的融合发展，在很大程度上提升了数字信号处理的准确度与速率。

4结语

综上所述，在我国科学技术与经济快速发展的大环境下，社会对数字信号处理技术有了越来越大的需求。本文围绕着数字信号处理的发展历程、数字信号处理的具体应用以及数字信号处理的未来发展趋势三个重要的方面展开了论述，希望能够加强数字信号处理实现进一步的发展与广泛应用，推动人们生活水平的全面提高与经济社会的良好运行与发展。

参考文献 

[1]张炜，魏永旺，郝婧.浅谈数字信号处理的发展及其在图像处理中的应用[J]，科技信息，2008 （29）： 417+434. 

[2]张乔.关于数字信号处理技术在测控系统中的发展与应用的探究[J].中国新通信，2016（07）：42. 

[3]曹洪，王作英.数字信号处理单片机的发展及其在数字信号处理中的应用[J]，信号处理，1988（03）：148-156+173. 

[4]谢佑兴，数字信号处理的基本内容、应用及其发展动向[J].军事通信技术，1982（01）：42-61. 

数字信号处理论文第9篇

关键词：数字信号处理；教学质量；课程优化；实践；探索

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0159-02

“数字信号处理”是电子信息及其通信工程专业的一门重要专业必修课程。数字信号处理的处理对象是数字信号，处理方式是数值运算，信号处理相比较具有许多优点，诸如：灵活性高；高精度和高稳定性；便于大规模集成；对数字信号可以存储、运算，系统可以获得高性能指标等。自1965年以来，这门学科基本形成了一套完整的理论体系，在语音、雷达、声纳、地震、图像、通信、生物医学、遥感遥测、地质勘探、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域已取得了广泛的应用。该门课程作为普通高等本科生的专业基础课，主要学习其基本理论和基本分析方法。[1]该门课程是一门理论和实践、原理和应用紧密结合的课程。针对数字信号处理的这些特点，同时为帮助学生理解和掌握数字信号处理的基本概念、基本原理及其分析方法，锻炼学生应用所学知识解决实际问题的能力，培养工程实践创新能力。为此，课程组对“数字信号处理”课程教学方法，不断探索研究，经过不懈努力，笔者对该课程及其先修课程进行了优化整合，探索课堂教方法，重视实践环节，提高该门课程的教学效果。

一、“数字信号处理”及其与先修课程的整合

“高等数学”、“工程数学”、“信号与系统”是学习“数字信号处理”的先修课程。其中“高等数学”和“工程数学”属于基础课程，而“信号与系统”和“数字信号处理”是两门核心专业课程，为今后学习“现代数字信号处理”和“DSP技术”等起着基础铺垫作用。对“信号与系统”和“数字信号处理”进行优化整合大体思路如下：

第一，“信号与系统”这门课程主要内容包括两大系统和三个变换，分别为连续系统和离散系统、傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。这些是学习“数字信号处理”的基础，“数字信号处理”的主要内容包括：时域离散信号与时域离散系统；时域离散信号与系统的频域分析；离散傅立叶变换（DFT）；快速傅立叶变换（FFT）；时域离散系统的基本网络结构和分析法；IIR滤波器的设计；FIR滤波器的设计。这些又都是“信号与系统”在离散系统中的进一步扩展和延伸。第二，在“数字信号处理”学习过程中，对于离散信号与离散系统、Z变换等内容由于已经在“信号与系统”课程中进行了相应的分析学习，故而可以考虑把课堂让给学生，告诉学生重点、难点，以及要求突出数字信号处理和系统的分析。让学生在课下查阅文献及参考资料，并抽同学在下次课上对该部分内容进行讲授，这样可以充分调动学生的积极性以及学习热情。第三，能正确区分傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换和离散傅里叶变换这四大变换的数学概念、物理概念和工程概念。[2]在学习完“数字信号处理”中的DTFT和DFT之后，上面提到的四种变换将全部学完，笔者到时候要引导学生对这几种变换进行归类总结。

通过对“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程内容的剖析和梳理，对其相关内容进行优化整合，使其各自在保持相对独立和完整的前提下，能够进行深入的融会贯通，形成有机统一的专业课程体系。另外，在教学方式和方法、实践教学手段以及师资队伍建设等各个环节有待进行深入研究。

二、教学方法探索

1.传统教学与多媒体授课相结合

“数字信号处理”是建立在数学基础上的一门学科，它承袭了数学的基本特点，课程中概念定理偏多、公式繁多，课堂上若仅仅凭借PPT课件，难以让学生对概念有深入的理解和系统的认识，尤其在公式推导过程中，多媒体软件所表现出的不足就会更加明显。[3]传统教学中的板书授课速度相对较慢，利于学生思考，在板书的过程中可以边写边进行讲解，诱导深入，由浅入深，循序渐进，把知识的衔接点在黑板上通过推导展现给同学们。再者长期的多媒体教学形式过于单一，学生在思想上也容易产生厌倦情绪，适时加入板书可以起到提高学生注意力的效果，这样才可以使学生从根本上接受新知识，并对其理解、掌握和应用。

板书教学在数学讲授中具有较好的效果，可是在“数字信号处理”这门课的课堂全部用板书授课就会使课堂变成数学理论课，给学生一种繁琐、枯燥的感觉。再者板书过于单调，难以满足授课中遇到的抽样、卷子、频谱分析、信号滤波等比较抽象难懂的知识点。而多媒体软件，诸如Flasf和PPT等，具有形象生动的特点，把多媒体软件授课引入课堂辅助传统授课方式，就可以将抽象问题形象化，复杂问题简单化，创造出宽松的授课环境，激发学生学习激情，提升学习效率。

Matlab软件由于其较好的仿真效果，可以把抽象化的概念理论直观化，通过软件仿真把一系列的理论概念以图片或声音的形式呈现给人们，正是Matlab仿真软件的这些特点使其在数字信号处理方面具有很广的应用范围。把Matlab软件引入课堂，可以使理论和工程实践结合更加紧密，使复杂抽象的理论概念得以直观的演示，并使学生能对其所学的理论知识在实际应用中有一个初步的认识。

图1为一个长度为16点的有限序列x[k]=cos（2πrk/N），N=16，r=4，利用Matlab计算16点序列x[k]的512点DFT。从图1可知对x[k]序列进行512点的DFT，可以得到频谱函数X（ejΩ）更为全面的细节，由于序列N点的离散Fourier变换XN[m]就是序列DTFT X（ejΩ）一个周期内的N个等间隔抽样。[4]序列x[k]进行16点的DFTX[m]可以完全恢复原始序列x[k]。

传统教学与媒体授课相结合，图形并茂，声音和动画相辅助，充分利用课堂资源，调动学生积极性，在有限的时间内，给学生提供更多的信息量，彰显素质教育的主旨，将理论和实践有机结合，使学生学会多角度、多层次地思考解决问题。

2.课堂和课下相结合

当今社会电子信息、Intel网技术高速发展，人们每天接收的信息日益增大，学生们对不懂的知识习惯求助于网络，这也为学生们自主学习创造了条件。“数字信号处理”这门课程理论性较强，数学公式偏多，不少学生在不知道其学习意义的前提下，往往容易被数学公式所累，失去学习兴趣。为了提高课堂效果，可以在课堂上留出十分钟左右的时间介绍下次课所要讲授的重点，并给出相应的专业论坛，让学生通过网络资源去自己了解相应课程内容的重点、难点以及在生活中的应用。在下次课开始时老师可以根据学生的自学情况让其自由发言，讲述本次课自身的认识、应注意的环节和在工程实践中的应用价值。

“数字信号处理”这门课程需要掌握的细节性知识较多，全部把希望寄托于课堂，所能达到的效果只能是差强人意，这就要求学生们在每节课之后要多做总结和复习。为了使复习更具有目的性，可以把《数字信号处理多媒体CAI教程》推荐给同学们，由于多媒体CAI课件是经过教学目标确定、教学内容和任务分析、教学活动结构和界面设计而成，重点难点突出，具有友好的人机交互性能，让多媒体CAI课件来辅助学生课后复习和预习可以起到事半功倍的效果。例如，在讲解过奈奎斯特定理之后，为了更进一步理解奈奎斯特定理以及在不同抽样频率情况下，对信号频谱的影响，图2所示即为在自然抽样方式下小于二倍信号最高频的信号时频域的显示图。从图2可以清晰得出奈奎斯特抽样定理的基本特征，可见借助多媒体CAI课件来复习这些知识点会起到强化加深的效果。

三、重视实践环节

实践环节是做到理论联系实际的根本，把课堂上所学的理论知识加以灵活应用，更好地为生产生活服务，这是实践环节的出发点。

1.Matlab仿真软件

Matlab语言在学术界和工程界被广泛应用，已经成为科研工作人员进行数值计算、系统仿真、数字信号处理与交流的事实标准平台。Matlab软件语法简单，语句和数学描述近似，能够将复杂的信号处理及仿真算法用简洁的代码表达，便于学习、交流和仿真验证，[5]并且具有完备的电子信息专业专用的函数库和工具箱，可以大幅度提高研发和设计的效率。

数字信号处理中涉及到的离散Fourier变换、离散Fourier变换快速算法、IIR和FIR数字滤波器的设计以及功率谱估计等都可以让学生在实验课上借助于Matlab仿真软件进行仿真实现和验证。学生通过实时编程仿真对所学理论知识进行形象化和直观化的实现，切实加强学生对相关理论的认识和把握，提高学生积极主动学习的能力，增进其探索精神，为将来步入工作岗位打下较强的工程实践基础。

2.DSP实验平台

数字信号处理课程设计是实践环节的延伸，学生通过为期一周的课程设计初步了解DSP实验设备的基本使用方法，能进行熟练的编程和调试操作，熟悉DSP编程环境和基本工作原理，掌握CCS软件使用方法。围绕相应的培养目标给学生下达任务书，让学生亲自动手操作DSP开发试验装置，真切感受到理论知识在实际中的应用。笔者试验室所提供的DSP芯片是TMS320C64X系列，通过该试验开发平台引导学生用C语言在CCS上进行编程调试实现FFT算法、卷积算法、FIR和IIR算法，对程度较好的同学可以尝试做一些类似于交通灯控制、数码管显示、实时滤波和信号发生等试验。通过对DSP试验平台的操作训练，加深了解DSP芯片的相关功能，培养学生的动手能力，使学生学会如何利用工具手册来解决未知问题，为培养应用型人才做好充分的准备。

四、结束语

“数字信号处理”是一门必修专业课程，并且难度相对较大，为了使学生学好本门课程，更好地为今后学习和工作服务，多年来课程组老师在教学内容、方式方法、实际环节探索等方面都做了探索性的尝试和改革。通过多年的实践及其学生反馈，证明教学改革取得的效果良好，为广大师生一致认可。

通信技术、计算机技术和电子信息技术日新月异，数字信号处理技术和手段飞速发展，诸如：HHT、盲源分离和压缩感知等新型理论和算法不断涌现，作为一名专职教师，有责任和义务把新知识、新技术和新理论引入到课堂中，在不断学习、变革中把握专业发展动态，丰富和深化课堂内容，更好地为学生服务，为社会发展培育出合格的专业技术型人才。

参考文献：

[1]丁玉美，高西全.数字信号处理[M].第2版.西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[2]蔡成林，吴海燕，杨玲.“数字信号处理”教学改革的研究与探索[J].湖南人文科技学院学报，2011，（2）：137-139.

[3]郭淑婷，牛莹.“数字信号处理”课程教学方法探索[J].中国电力教育，2011，（23）：78-79.