电子信息工程专业课《数字信号处理》课程简介

《数字信号处理》是电子信息工程专业的核心课程，主要研究离散时间信号与系统的分析、处理及实现方法。课程内容涵盖理论推导、算法设计和实际应用，为通信、图像处理、人工智能等领域奠定基础。

课程主要内容

离散时间信号与系统

• 离散时间信号的表示与分类（如单位脉冲序列、正弦序列等）。
• 线性时不变（LTI）系统的性质与分析方法，包括卷积和、差分方程。

频域分析

• 离散时间傅里叶变换（DTFT）与离散傅里叶变换（DFT）的原理与应用。
• 快速傅里叶变换（FFT）算法及其在信号频谱分析中的作用。

Z变换与系统设计

• Z变换的定义、收敛域及逆变换，用于分析系统的稳定性与频率响应。
• 数字滤波器设计（FIR与IIR滤波器），包括窗函数法、双线性变换法等。

现代应用拓展

• 多速率信号处理（如抽取与插值）。
• 自适应滤波、小波变换等前沿技术简介。

典型应用场景

• 通信系统：调制解调、信道均衡。
• 音频处理：降噪、压缩（如MP3编码）。
• 医学影像：CT、MRI信号重建。
• 人工智能：语音识别、特征提取。

学习建议

• 注重数学基础（线性代数、复变函数）。
• 结合MATLAB或Python实现算法仿真（例如FFT代码示例）：

  import numpy as np  
  import matplotlib.pyplot as plt  
  t = np.linspace(0, 1, 1000)  
  x = np.sin(2 * np.pi * 5 * t)  # 生成5Hz正弦信号  
  X = np.fft.fft(x)              # 计算FFT  
  plt.plot(np.abs(X))            # 绘制频谱  
  plt.show()  
  

• 通过实验理解理论，如滤波器设计对实际信号的影响。

该课程兼具理论深度与实践性，是电子信息领域工程师的重要技能储备。