網(wǎng)課鏈接（是一個(gè)開(kāi)設(shè)給研究生的課程）?

概論

課程目標(biāo)是建立基本的DSP觀念

DSP 的研究對(duì)象：信號(hào)

要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，必須知道所研究信號(hào)的特性（對(duì)數(shù)字的敏感）

??e.g.語(yǔ)音信號(hào)的采樣頻率為什么選擇8KHz？MP3為什么用44.1KHz而不是48或32？

??如果每次采樣用8個(gè)字節(jié)（8bit）存儲(chǔ)，8k*80剛好是64Kbps（bit per second，比特率越大，精度越高），需要壓縮到4.8K或5.6K（經(jīng)驗(yàn)值）

?? e.g.心電圖的頻寬？采樣頻率用多少？256，512？

??假設(shè)一分鐘心跳72～124次，極限一點(diǎn)可以取f=2Hz，256是不是太多了

??e.g.影像信號(hào)的頻寬一般較大，有實(shí)體的信號(hào)（比如心臟（生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域），馬達(dá)，人跑步）則頻寬較窄，但是人打電話的時(shí)候聲音會(huì)變成高頻電磁波（1.8GHz）

?一定要了解信號(hào)是做什么的，不是只知道它的代表名詞x[n]

DSP的處理過(guò)程

使用dsp芯片采樣：模擬信號(hào)→數(shù)字形式的信號(hào)

DSP的目標(biāo)

• 去掉噪聲

• 如何求隨機(jī)信號(hào)的頻譜（如果不允許用頻譜分析儀的話）

• 將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為合適的表示形式（e.g.傅里葉變換，小波變換，Discrete Cosine Transform? ?）

• time domain 的運(yùn)算使用?Convolution （做一次錯(cuò)一次）

• 于是有人發(fā)明了transform，在頻域里可以變成簡(jiǎn)單的相乘

• 覺(jué)得乘法也麻煩？使用log對(duì)數(shù)運(yùn)算可以轉(zhuǎn)換成相加?

??Fourier Transform 舉例

????MP3：動(dòng)態(tài)影像壓縮，而對(duì)于大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)重放的音質(zhì)與最初的不壓縮音頻相比沒(méi)有明顯的下降（耳朵和眼睛的分辨率不夠呀）

JPEG：靜態(tài)圖像壓縮

??小波變換舉例

????JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)（沒(méi)有IE支持于是沒(méi)有變成standard）

??web transform與傅里葉變換的不同之處在于，它的頻率軸不是等間隔的，對(duì)高頻和低頻的解析度不同。信號(hào)如果變化快，采樣點(diǎn)數(shù)多一點(diǎn)；信號(hào)變化慢，采樣點(diǎn)數(shù)少一點(diǎn)。

??DCT

? ?應(yīng)用面廣泛，與FFT相比它只需要cos

?? Fourier Transform 就是 Frequency Transform?你相信嘛？

DSP的優(yōu)點(diǎn)

? 可programming，試錯(cuò)成本比IC小

DSP的缺點(diǎn)

? Finite length effect：一個(gè)word可能是32個(gè)bit或者16個(gè)bit（為運(yùn)算速度快有時(shí)不用長(zhǎng)長(zhǎng)的浮點(diǎn)數(shù)，DSP中通常使用至少16bit的fixed-point）。在PC上可能沒(méi)啥感覺(jué)（IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)算機(jī)可能用80個(gè)bit來(lái)儲(chǔ)存一個(gè)floating point），但是在DSP中，性能有時(shí)比精度更重要。

? 要分析Finite length會(huì)造成什么影響就要用到概率論的觀念了。

Fixed point 的術(shù)語(yǔ)指的是數(shù)字表示的相應(yīng)方式，小數(shù)點(diǎn)后（有時(shí)也在小數(shù)點(diǎn)前）有固定數(shù)量的數(shù)字。而在浮點(diǎn)表示中，小數(shù)點(diǎn)相對(duì)于數(shù)字的有效數(shù)字可以“浮動(dòng)”。例如，具有統(tǒng)一小數(shù)點(diǎn)放置約定的固定點(diǎn)表示可以表示數(shù)字123.45、1234.56、12345.67等，而浮點(diǎn)表示還可以表示1.234567、123456.7、0.00001234567、1234567000000000等。

DSP的關(guān)鍵運(yùn)算

• Convolution

• Correlation（相關(guān)性）

• Filtering

• Discrete Transforms

• DTFT,DFT,FFT,DCT（余弦變換）,DWT（小波變換），Z-Transform

• Modulation

• 第一節(jié)有很多實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)（比如soc，雙核，實(shí)時(shí)道路偏移影像處理和瞌睡警示，集成到手機(jī)）和TI、ADI的DSP規(guī)格介紹

• 工程師如何在成本和性能中權(quán)衡：由市場(chǎng)決定

• 后PC時(shí)代：生活周邊很多東西都不是用PC的，最常見(jiàn)的東西是用嵌入式的風(fēng)格解決的（比如手機(jī)），嵌入式中就有很多DSP了

• 接觸真正有趣的東西要經(jīng)歷一番寒徹骨

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