现代数字信号处理题库
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数字信号处理考试试题第一部分:选择题1. 数字信号处理是指对________进行一系列的数学操作和算法实现。
A) 模拟信号B) 数字信号C) 复数信号D) 频率信号2. ________是用于将连续时间信号转换为离散时间信号的过程。
A) 采样B) 量化C) 编码D) 解码3. 数字滤波器是一种通过对信号进行加权和求和来对信号进行滤波的系统。
下面哪个选项不属于数字滤波器的类型?A) FIR滤波器B) IIR滤波器C) 均衡器D) 自适应滤波器4. 快速傅里叶变换(FFT)是一种用于计算傅里叶变换的算法。
它的时间复杂度是:A) O(N)B) O(logN)C) O(N^2)D) O(NlogN)5. 在数字信号处理中,抽样定理(Nyquist定理)指出,对于最高频率为f的连续时间信号,采样频率至少要为________以上才能完全还原出原始信号。
A) 2fB) f/2C) fD) f/4第二部分:填空题1. 数字信号处理中一个重要的概念是信号的频谱。
频谱表示信号在________域上的分布情况。
2. 离散傅里叶变换(DFT)是傅里叶变换的离散形式,将________长度的离散时间序列转换为相对应的离散频谱序列。
3. 线性时间不变系统的传递函数通常用________表示,其中H(z)表示系统的频率响应,z为复数变量。
4. 信号的峰均比(PAPR)是指信号的________与信号的平均功率之比。
5. 在数字信号处理中,差分方程可用来描述离散时间系统的________。
第三部分:简答题1. 请简要说明数字信号处理的基本流程。
2. 描述一下离散时间系统的单位样值响应和单位脉冲响应的关系。
3. 什么是滤波器的幅频响应和相频响应?4. 请解释滤波器的截止频率和带宽的概念,并说明它们在滤波器设计中的重要性。
5. 请简要介绍数字信号处理中的数字滤波器设计方法。
第四部分:计算题1. 给定一个离散时间系统的差分方程为:y[n] - 0.5y[n-1] + 0.125y[n-2] = 2x[n] - x[n-1]求该系统的单位样值响应h[n],其中x[n]为输入信号,y[n]为输出信号。
试卷1一、单项选择题1.若一模拟信号为带限,且对其抽样满足奈奎斯特条件,则只要将抽样信号通过( A )即可完全不失真恢复原信号。
A、理想低通滤波器B、理想高通滤波器C、理想带通滤波器D、理想带阻滤波器2.若一线性时不变系统当输入为x(n)=δ(n)时输出为y(n)=R3(n),则当输入为u(n)-u(n-2)时输出为( C )。
A、R3(n)B、R2(n)C、R3(n)+R3(n-1)D、R2(n)+R2(n-1)3.下列哪一个单位抽样响应所表示的系统不是因果系统?( D )A、h(n)=δ(n)B、h(n)=u(n)C、h(n)=u(n)-u(n-1)D、h(n)=u(n)-u(n+1)4.一个线性移不变系统稳定的充分必要条件是其系统函数的收敛域包括( A )。
A、单位圆B、原点C、实轴D、虚轴5.已知序列Z变换的收敛域为|z|<1,则该序列为( B )。
A、有限长序列B、右边序列C、左边序列D、双边序列6.实序列的离散时间傅里叶变换必是( D )。
A、共轭对称函数B、共轭反对称函数C、奇函数D、偶函数7. 用DFT近似分析模拟信号的频谱时,会在频谱分析中形成误差。
下来误差现象中( B )不属于此类误差。
A、混叠失真B、有限字长效应C、泄漏现象D、栅栏现象8.用按时间抽取FFT计算N点DFT所需的复数乘法次数与( B )成正比。
A 、NB 、N 2C 、N 3D 、Nlog 2N9.以下对双线性变换的描述中不正确的是( D )。
A 、双线性变换是一种非线性变换B 、双线性变换可以用来进行数字频率与模拟频率间的变换C 、双线性变换把s 平面的左半平面单值映射到z 平面的单位圆内D 、以上说法都不对10.因果FIR 滤波器的系统函数H(z)的全部极点都在( A )处。
A 、z = 0 B 、z = 1 C 、z = j D 、z =∞11. T[x[n]]=x(n-n 0), n 0 < 0 ,该系统 (B) A. 因果稳定 B. 稳定非因果 C. 因果非稳定 D. 以上都不对.12. 用1kHz 的采样频率对下列信号进行采样,不会发生混叠现象的是(A) A 频率为300Hz 的信号 B 频率为600Hz 的信号 C 频率为1kHz 的信号 D 频率为1.3kHz 的信号13. 对1024 x 512的图像用5 x 5低通滤波器进行滤波,支掉受边界效应影响的像素点,滤波后的图像大小为(B ) A 1024 x 512 B 1020 x 508 C 1018 x 506 D 1016 x 50414. 下列关于卷积性质,说法不正确的一项是(D) A 时域卷积等效于频域乘积 B 频域卷积等效于时域乘积 C[][][][]k k h k x n k h n k x k ∞∞=-∞=-∞-=-∑∑D 以上都不对15. 下列传输函数中,( B ) 输出稳定最慢 A 1()(0.25)(0.82)H z z z =--B 1()(0.25)(0.92)H z z z =--C 1()(0.1)(0.52)H z z z =--D 1()(0.25)(0.62)H z z z =--16. 对于滤波器的描述,下列哪种说法是正确的(C) A 差分方程和传输函数是时域描述 B 频率响应和脉冲响应是频域描述 C 差分方程和脉冲响应是时域描述 D 脉冲响应和传输函数是频域描述17 对于IIR 及FIR 滤波器的描述,下列说法正确的是(A) A FIR 滤波器必定是稳定的 B IIR 滤波器必定是稳定的C 如果希望滤波器具有线形相位,应选择IIR 滤波器.D 双线形变换把S 平面的虚轴线性地映射到Z 平面的单位圆上 18. 采样频率为2500s f Hz =, 当要求DFT 的频率分辨率达到1Hz 时,DFT 的长度N 至少应该为多少点? (B) A. 1000 B. 2500 C. 5000 D. 750019. 设计一个高通线性相位FIR 滤波器,要求()(0)h n n N ≤<满足(B) A. h(n)偶对称,N 为偶数 B. h(n)偶对称,N 为奇数 C. h(n)奇对称,N 为偶数 D. h(n)奇对称,N 为奇数20. 一个采样频率为s f 的N 点序列,其N 点DFT 结果X(1)对应的频率为(A) A. fs/N B 2fs/NC. fs/2ND. fs/3N二、简答题1、对正弦信号进行采样得到的正弦序列仍然是周期序列吗?请简要说明理由。
数字信号处理试题及答案一、填空题:(每空1分,共18分)1、 数字频率ω是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化,其值是 连续 (连续还是离散?)。
2、 双边序列z 变换的收敛域形状为 圆环或空集 。
3、 某序列的DFT 表达式为∑-==10)()(N n knMW n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 N ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是Mπ2 。
4、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为 2,2121-=-=z z ;系统的稳定性为 不稳定 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值4)0(=h ;终值)(∞h 不存在 。
5、 如果序列)(n x 是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ,序列)(n h 是一长度为128点的有限长序列)1270(≤≤n ,记)()()(n h n x n y *=(线性卷积),则)(n y 为 64+128-1=191点 点的序列,如果采用基FFT 2算法以快速卷积的方式实现线性卷积,则FFT 的点数至少为 256 点。
6、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为Tω=Ω。
用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为)2tan(2ωT =Ω或)2arctan(2TΩ=ω。
7、当线性相位FIR 数字滤波器满足偶对称条件时,其单位冲激响应)(n h 满足的条件为)1()(n N h n h --= ,此时对应系统的频率响应)()()(ωϕωωj j e H eH =,则其对应的相位函数为ωωϕ21)(--=N 。
8、请写出三种常用低通原型模拟滤波器 巴特沃什滤波器 、 切比雪夫滤波器 、 椭圆滤波器 。
二、判断题(每题2分,共10分)1、 模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理,只要加一道采样的工序就可以了。
数字信号处理试题及答案一、选择题1. 数字信号处理中的离散傅里叶变换(DFT)是傅里叶变换的______。
A. 连续形式B. 离散形式C. 快速算法D. 近似计算答案:B2. 在数字信号处理中,若信号是周期的,则其傅里叶变换是______。
A. 周期的B. 非周期的C. 连续的D. 离散的答案:A二、填空题1. 数字信号处理中,______是将模拟信号转换为数字信号的过程。
答案:采样2. 快速傅里叶变换(FFT)是一种高效的______算法。
答案:DFT三、简答题1. 简述数字滤波器的基本原理。
答案:数字滤波器的基本原理是根据信号的频率特性,通过数学运算对信号进行滤波处理。
它通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等类型,用于选择性地保留或抑制信号中的某些频率成分。
2. 解释什么是窗函数,并说明其在信号处理中的作用。
答案:窗函数是一种数学函数,用于对信号进行加权,以减少信号在离散化过程中的不连续性带来的影响。
在信号处理中,窗函数用于平滑信号的开始和结束部分,减少频谱泄露效应,提高频谱分析的准确性。
四、计算题1. 给定一个信号 x[n] = {1, 2, 3, 4},计算其 DFT X[k]。
答案:首先,根据 DFT 的定义,计算 X[k] 的每个分量:X[0] = 1 + 2 + 3 + 4 = 10X[1] = 1 - 2 + 3 - 4 = -2X[2] = 1 + 2 - 3 - 4 = -4X[3] = 1 - 2 - 3 + 4 = 0因此,X[k] = {10, -2, -4, 0}。
2. 已知一个低通滤波器的截止频率为0.3π rad/sample,设计一个简单的理想低通滤波器。
答案:理想低通滤波器的频率响应为:H(ω) = { 1, |ω| ≤ 0.3π{ 0, |ω| > 0.3π }五、论述题1. 论述数字信号处理在现代通信系统中的应用及其重要性。
答案:数字信号处理在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。
数字信号处理试卷及答案1一、填空题(每空1分, 共10分)1.序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。
2.线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。
3.对4()()x n R n =的Z 变换为 ,其收敛域为 。
4.抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。
5.序列x(n)=(1,-2,0,3;n=0,1,2,3), 圆周左移2位得到的序列为 。
6.设LTI 系统输入为x(n) ,系统单位序列响应为h(n),则系统零状态输出y(n)= 。
7.因果序列x(n),在Z →∞时,X(Z)= 。
二、单项选择题(每题2分, 共20分)1.δ(n)的Z 变换是 ( )A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π 2.序列x 1(n )的长度为4,序列x 2(n )的长度为3,则它们线性卷积的长度是 ( )A. 3 B. 4 C. 6 D. 73.LTI 系统,输入x (n )时,输出y (n );输入为3x (n-2),输出为 ( ) A. y (n-2) B.3y (n-2) C.3y (n ) D.y (n )4.下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是 ( )A.时域为离散序列,频域为连续信号B.时域为离散周期序列,频域也为离散周期序列C.时域为离散无限长序列,频域为连续周期信号D.时域为离散有限长序列,频域也为离散有限长序列5.若一模拟信号为带限,且对其抽样满足奈奎斯特条件,理想条件下将抽样信号通过 即可完全不失真恢复原信号 A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器6.下列哪一个系统是因果系统 ( )A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n)7.一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括 ( )A. 实轴B.原点C.单位圆D.虚轴8.已知序列Z 变换的收敛域为|z |>2,则该序列为A.有限长序列B.无限长序列C.反因果序列D.因果序列 9.若序列的长度为M ,要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列,而不发生时域混叠现象,则频域抽样点数N 需满足的条件是 A.N≥M B.N≤M C.N≤2M D.N≥2M 10.设因果稳定的LTI 系统的单位抽样响应h(n),在n<0时,h(n)= ( )A.0 B .∞ C. -∞ D.1 三、判断题(每题1分, 共10分)1.序列的傅立叶变换是频率ω的周期函数,周期是2π。
数字信号处理试题及答案1. 试题1.1 选择题1. 设x(n)为长度为N的实序列,其中0≤n≤N-1。
要将其进行离散傅立叶变换(DFT),DFT的结果为X(k),其中0≤k≤N-1。
以下哪个式子为正确的傅立叶变换公式?A. X(k) = ∑[x(n) * exp(-j2πkn/N)],0≤k≤N-1B. X(k) = ∑[x(n) * exp(-j2πnk/N)],0≤k≤N-1C. X(k) = ∑[x(n) * exp(-jπkn/N)],0≤k≤N-1D. X(k) = ∑[x(n) * exp(-jπnk/N)],0≤k≤N-12. 在基于FFT算法的离散傅立叶变换中,当序列长度N为2的整数幂时,计算复杂度为:A. O(N^2)B. O(NlogN)C. O(logN)D. O(N)3. 对于一个由N个采样值组成的序列,它的z变换被定义为下式:X(z) = ∑[x(n) * z^(-n)],其中n取0至N-1以下哪个选项正确表示该序列的z变换?A. X(z) = X(z)e^(-i2π/N)B. X(z) = X(z)e^(-iπ/N)C. X(z) = X(z^-1)e^(-i2π/N)D. X(z) = X(z^-1)e^(-iπ/N)1.2 简答题1. 请简要说明数字信号处理(DSP)的基本概念和应用领域。
2. 解释频率抽样定理(Nyquist定理)。
3. 在数字滤波器设计中,有两种常见的滤波器类型:FIR和IIR滤波器。
请解释它们的区别,并举例说明各自应用的情况。
2. 答案1.1 选择题答案1. B2. B3. D1.2 简答题答案1. 数字信号处理(DSP)是一种利用数字计算机或数字信号处理器对信号进行采样、量化、处理和重建的技术。
它可以应用于音频处理、图像处理、通信系统、雷达系统等领域。
DSP可以实现信号的滤波、变换、编码、解码、增强等功能。
2. 频率抽样定理(Nyquist定理)指出,为了正确地恢复一个连续时间信号,我们需要对其进行采样,并且采样频率要大于信号中最高频率的两倍。
信号处理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 在数字信号处理中,离散傅里叶变换(DFT)的频域采样间隔为:A. 1/NB. NC. 1/TD. T答案:A2. 信号的傅里叶变换是将信号从时域变换到:A. 频域B. 时域C. 空间域D. 相位域答案:A3. 下列哪个不是线性时不变(LTI)系统的特性?A. 可加性B. 同态性C. 非时变性D. 因果性答案:C4. 在信号处理中,滤波器的目的是:A. 放大信号B. 衰减噪声C. 改变信号的频率D. 以上都不是答案:B5. 采样定理指出,为了无失真地重建一个连续信号,采样频率至少应为:A. 信号最高频率的两倍B. 信号最低频率的两倍C. 信号最高频率的一半D. 信号最低频率的一半答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 一个连续时间信号的拉普拉斯变换是 \( F(s) \),其逆变换是________。
答案:\( f(t) = \mathcal{L}^{-1}\{F(s)\} \)2. 信号 \( x(t) \) 通过一个理想低通滤波器后,其频谱 \( X(f) \) 被限制在 \( |f| \leq \) ________。
答案:\( \frac{B}{2} \)3. 傅里叶级数展开的系数 \( c_n \) 表示信号的 ________。
答案:\( n \) 次谐波分量4. 离散时间信号的Z变换定义为 \( X(z) = \sum_{n=-\infty}^{\infty} x[n] \cdot z^{-n} \),其中 \( z \) 是一个复数,\( x[n] \) 是信号的 ________。
答案:离散样本5. 一个信号的功率谱密度(PSD)是其傅里叶变换的 ________。
答案:平方的绝对值三、简答题(每题5分,共15分)1. 请简述什么是信号的频谱分析。
答案:频谱分析是一种分析信号在频域中的表现的方法,它可以帮助我们理解信号的频率成分及其分布情况。
数字信号处理试卷及答案一、选择题(共20题,每题2分,共40分)1.在数字信号处理中,什么是采样定理?–[ ] A. 信号需要经过采样才能进行数字化处理。
–[ ] B. 采样频率必须是信号最高频率的两倍。
–[ ] C. 采样频率必须是信号最高频率的四倍。
–[ ] D. 采样频率必须大于信号最高频率的两倍。
2.在数字信号处理中,离散傅立叶变换(DFT)和离散时间傅立叶变换(DTFT)之间有什么区别?–[ ] A. DFT和DTFT在计算方法上有所不同。
–[ ] B. DFT是有限长度序列的傅立叶变换,而DTFT是无限长度序列的傅立叶变换。
–[ ] C. DFT只能用于实数信号的频谱分析,而DTFT可以用于复数信号的频谱分析。
–[ ] D. DFT和DTFT是完全相同的。
3.在数字滤波器设计中,零相移滤波器主要解决什么问题?–[ ] A. 相位失真–[ ] B. 幅度失真–[ ] C. 时域响应不稳定–[ ] D. 频域响应不稳定4.数字信号处理中的抽样定理是什么?–[ ] A. 抽样频率必须大于信号最高频率的两倍。
–[ ] B. 抽样频率必须是信号最高频率的两倍。
–[ ] C. 抽样频率必须是信号最高频率的四倍。
–[ ] D. 信号频率必须是抽样频率的两倍。
5.在数字信号处理中,巴特沃斯滤波器的特点是什么?–[ ] A. 频率响应为低通滤波器。
–[ ] B. 具有无限阶。
–[ ] C. 比其他类型的滤波器更加陡峭。
–[ ] D. 在通带和阻带之间有一个平坦的过渡区域。
…二、填空题(共5题,每题4分,共20分)1.离散傅立叶变换(DFT)的公式是:DFT(X[k]) = Σx[n] * exp(-j * 2π * k * n / N),其中X[k]表示频域上第k个频率的幅度,N表示序列的长度。
2.信号的采样频率为fs,信号的最高频率为f,根据采样定理,信号的最小采样周期T应满足:T ≤ 1 / (2* f)3.时域上的离散信号可以通过使用巴特沃斯滤波器进行时域滤波。
一、单项选择题1. 序列x(n)=Re(e jn π/12)+I m (e jn π/18),周期为( B )。
A. 18πB. 72C. 18πD. 362. 设C 为Z 变换X(z)收敛域内的一条包围原点的闭曲线,F(z)=X(z)z n-1,用留数法求X(z)的反变换时( A )。
A. 只能用F(z)在C 内的全部极点B. 只能用F(z)在C 外的全部极点C. 必须用收敛域内的全部极点D. 用F(z)在C 内的全部极点或C 外的全部极点3. 有限长序列h(n)(0≤n ≤N-1)关于τ=21-N 偶对称的条件是( B )。
A. h(n)=h(N-n)B. h(n)=h(N-n-1)C. h(n)=h(-n)D. h(n)=h(N+n-1)4. 对于x(n)=n 21⎪⎭⎫ ⎝⎛u(n)的Z 变换,( B )。
A. 零点为z=21,极点为z=0B. 零点为z=0,极点为z=21C. 零点为z=21,极点为z=1D. 零点为z=21,极点为z=25、)()(101n R n x =,)()(72n R n x =,用DFT 计算二者的线性卷积,为使计算量尽可能的少,应使DFT 的长度N 满足 B 。
A.16>NB.16=NC.16<ND.16≠N6. 设系统的单位抽样响应为h(n)=δ(n)+2δ(n-1)+5δ(n-2),其频率响应为( B )。
A. H(e j ω)=e j ω+e j2ω+e j5ωB. H(e j ω)=1+2e -j ω+5e -j2ωC. H(e j ω)=e -j ω+e -j2ω+e -j5ωD. H(e j ω)=1+21e -j ω+51e -j2ω7. 设序列x(n)=2δ(n+1)+δ(n)-δ(n-1),则X(e j ω)|ω=0的值为( B )。
A. 1B. 2C. 4D. 1/28. 设有限长序列为x(n),N 1≤n ≤N 2,当N 1<0,N 2>0,Z 变换的收敛域为( A )。
第1章选择题1.信号通常是时间的函数,数字信号的主要特征是:信号幅度取 ;时间取 B 。
A.离散值;连续值 B.离散值;离散值 C.连续值;离散值 D 。
连续值;连续值 2.数字信号的特征是( B ) A .时间离散、幅值连续 B .时间离散、幅值量化 C .时间连续、幅值量化D .时间连续、幅值连续3.下列序列中属周期序列的为( D ) A .x (n) = δ(n) B .x (n ) = u (n ) C .x (n) = R 4(n) D .x(n) = 14.序列x (n )=sin ⎪⎭⎫⎝⎛n 311的周期为( D ) A .3B .6C .11D .∞ 5. 离散时间序列x (n )=cos(n 73π—8π)的周期是 ( C )A 。
7 B. 14/3 C 。
14 D. 非周期6.以下序列中( D )的周期为5。
A .)853cos()(ππ+=n n xB 。
)853sin()(ππ+=n n xC 。
)852()(π+=n j en x D 。
)852()(ππ+=n j en x7.下列四个离散信号中,是周期信号的是( C )。
A .sin100nB. n j e 2C 。
n n ππ30sin cos +D 。
n j n j ee5431π-8.以下序列中 D 的周期为5.A 。
)853cos()(π+=n n x B.)853sin()(π+=n n xC.)852()(π+=n j en xD 。
)852()(ππ+=n j en x9.离散时间序列x (n )=cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛+353ππn 的周期是( C )A.5B.10/3C.10D 。
非周期10.离散时间序列x (n )=sin (5n 31π+)的周期是( D ) A.3 B.6 C.6πD.非周期11.序列x (n )=cos ⎪⎭⎫⎝⎛n 5π3的周期为( C )A.3 B 。
5 C 。
数字信号处理课程一单选题 (共103题,总分值103分 )1. 序列x(n)的频谱是离散谱线,经截断后,会出现:(1 分)A. 频谱泄露B. 伪影C. 栅栏效应D. 频谱混叠2. 在模拟域频率混叠在附近最严重。
(1 分)A. Ωs/2B. ΩsC. 2ΩsD. 4Ωs3. 系统函数H(z)的位置主要影响频响的峰值位置及尖锐程度。
(1 分)A. 极点B. 零点C. 原点D. 单位圆4. 对连续信号进行谱分析时,首先要对其采样,变成时域后才能用DFT(FFT)进行谱分析。
(1 分)A. 模拟信号B. 数字信号C. 离散信号D. 抽样信号5. 做DFT时, N个缝隙中看到的频谱函数值。
因此称这种现象为。
(1 分)A. 频谱泄露B. 伪影C. 栅栏效应D. 频谱混叠6. 栅栏效应的存在,有可能漏掉的频谱分量。
(1 分)A. 大B. 小C. 高D. 低7. 离散序列x(n)只在n为时有意义。
(1 分)A. 自然数B. 整数C. 实数D. 复数8. 如果滤波器的幅频特性对所有频率均等于常数或1,则该滤波器称为。
(1 分)A. 低通滤波器B. 高通滤波器C. 全通滤波器D. 带通滤波器9. 信号通过全通滤波器后,保持不变。
(1 分)A. 频谱B. 相位谱C. 能量谱D. 幅度谱10. 单位抽样响应是指当系统输入为单位抽样信号时系统的。
(1 分)A. 暂态响应B. 稳态响应C. 零输入响应D. 零状态响应11. 单位阶跃序列与单位冲激序列的卷积是:(1 分)A. 0B. 1C. 单位冲激序列D. 单位阶跃序列12. 做DFT时, N个缝隙中看到的频谱函数值。
因此称这种现象为。
(1 分)A. 频谱泄露B. 伪影C. 栅栏效应D. 频谱混叠13. 不满足抽样定理,则频谱会出现(1 分)A. 频谱泄露B. 伪影C. 栅栏效应D. 频谱混叠14. 对模拟信号频谱的采样间隔,称之为。
(1 分)A. 频率B. 周期C. 频率分辨率D. 数字分辨率15. 频谱泄露使降低。
数字信号处理考试试题数字信号处理作为一门涉及众多领域的重要学科,对于电子信息、通信工程、自动化等专业的学生来说,是一门具有挑战性但又极为关键的课程。
为了有效检验学生对这门课程的掌握程度,以下是一套精心设计的数字信号处理考试试题。
一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、下列关于数字信号的描述,正确的是()A 数字信号在时间上和幅值上都是离散的B 数字信号在时间上离散,幅值上连续C 数字信号在时间上连续,幅值上离散D 数字信号在时间上和幅值上都是连续的2、若一个离散时间系统的单位脉冲响应为 hn =δn 2,则该系统是()A 因果系统且稳定B 因果系统但不稳定C 非因果系统且稳定D 非因果系统但不稳定3、已知序列 xn ={1, 2, 3, 4},则其离散傅里叶变换 Xk的第一个值 X0为()A 10B 5C 2D 04、对于一个线性时不变系统,其频率响应为H(e^jω),输入信号为xn =cos(ω₀n),则输出信号的频率为()A ω₀B 2ω₀C ω₀/2D 不确定5、以下哪种数字滤波器的相位特性是非线性的()A 有限长单位冲激响应(FIR)滤波器B 无限长单位冲激响应(IIR)滤波器C 巴特沃斯滤波器D 切比雪夫滤波器6、在快速傅里叶变换(FFT)算法中,基 2 时间抽取算法的基本运算单元是()A 蝶形运算B 卷积运算C 乘法运算D 加法运算7、若要对一个连续信号进行数字处理,为了避免混叠现象,采样频率至少应为信号最高频率的()A 05 倍B 1 倍C 2 倍D 4 倍8、数字滤波器的系统函数 H(z) =(1 z^(-1))/(1 + 05z^(-1)),其极点位于()A z =-2B z = 2C z =-05D z = 059、离散时间信号 xn =sin(πn/4) 的周期为()A 4B 8C 16D 不存在10、下列关于窗函数的说法,错误的是()A 窗函数可以用于改善数字滤波器的性能B 矩形窗的主瓣宽度最小C 汉宁窗可以降低旁瓣幅度D 窗函数的长度越长,滤波效果越好二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、数字信号处理的主要研究内容包括________、________和________。
一、填空题:(每空1分,共18分)1、 数字频率ω是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化,其值是 连续 (连续还是离散?)。
2、 双边序列z 变换的收敛域形状为 圆环或空集 。
3、 某序列的DFT 表达式为∑-==10)()(N n knMW n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 N ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是Mπ2。
4、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为2,2121-=-=z z ;系统的稳定性为 不稳定 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值4)0(=h ;终值)(∞h 不存在 。
5、 如果序列)(n x 是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ,序列)(n h 是一长度为128点的有限长序列)1270(≤≤n ,记)()()(n h n x n y *=(线性卷积),则)(n y 为 64+128-1=191点 点的序列,如果采用基FFT 2算法以快速卷积的方式实现线性卷积,则FFT 的点数至少为 256 点。
6、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为Tω=Ω。
用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换关系为)2tan(2ωT =Ω或)2arctan(2TΩ=ω。
7、当线性相位FIR 数字滤波器满足偶对称条件时,其单位冲激响应)(n h 满足的条件为)1()(n N h n h --=,此时对应系统的频率响应)()()(ωϕωωj j e H eH =,则其对应的相位函数为ωωϕ21)(--=N 。
8、请写出三种常用低通原型模拟滤波器 巴特沃斯滤波器 、 切比雪夫滤波器 、 椭圆滤波器 。
9、若()ax t 是频带宽度有限的,要想抽样后()()a x n x nT =能够不失真地还原出原信号()a x t ,则抽样频率必须 大于或等于 两倍信号谱的 最高频率,这就是奈奎斯特抽样定理。
数字信号处理复习题一、选择题1、某系统)(),()()(n g n x n g n y =有界,则该系统( A ).A.因果稳定B.非因果稳定C.因果不稳定D. 非因果不稳定2、一个离散系统( D ).A.若因果必稳定B.若稳定必因果C.因果与稳定有关D.因果与稳定无关3、某系统),()(n nx n y =则该系统( A ).A.线性时变B. 线性非时变C. 非线性非时变D. 非线性时变4.因果稳定系统(de)系统函数)(z H (de)收敛域是( D ). A.9.0<z B. 1.1<z C. 1.1>z D. 9.0>z5.)5.0sin(3)(1n n x π=(de)周期( A ).6.某系统(de)单位脉冲响应),()21()(n u n h n =则该系统( C ).A.因果不稳定B.非因果稳定C.因果稳定D.非因果不稳定7.某系统5)()(+=n x n y ,则该系统( B ).A.因果稳定B.非因果稳定C.因果不稳定D.非因果不稳定8.序列),1()(---=n u a n x n 在)(z X (de)收敛域为( A ). A.a z < B. a z ≤ C. a z > D. a z ≥9.序列),1()21()()31()(---=n u n u n x n n 则)(z X (de)收敛域为( D ). A.21<z B. 31>z C. 21>z D. 2131<<z 10.关于序列)(n x (de)DTFT )(ωj e X ,下列说法正确(de)是( C ).A.非周期连续函数B.非周期离散函数C.周期连续函数,周期为π2D.周期离散函数,周期为π211.以下序列中( D )(de)周期为5. A.)853cos()(π+=n n x B. )853sin()(π+=n n x C.)852()(π+=n j e n x D. )852()(ππ+=n j e n x 12.)63()(π-=nj e n x ,该序列是( A ).A.非周期序列B.周期6π=N C.周期π6=N D.周期π2=N以上为离散时间信号与系统部分(de)习题13.________))4((4=.( A )14.________02=W .( B )C.1-15.________)]([=n DFT δ.( B )D.1-16.DFT N 点的1024=,需要复数相乘次数约( D ).17. ________))2((4=-.( C )18.________12=W .( C )C.1-19. ________)]1([=-n DFT δ.( B )B.kN W C.1 D. kN W -20. IDFT N 点的1024=,需要复数相乘次数约( D ).21.________))202((8=-.( C )22.________18=W .( A ) A.)1(22j - B.)1(22j + C.)1(22j -- D.)1(22j +- 23. ________)]([0=-n n DFT δ.( A )A. k n N W 0B.k N WC. k n N W 0- D. k N W - 24.重叠保留法输入段(de)长度为121-+=N N N ,))((1N n h 长为,每一输出段(de)前( B )点就是要去掉(de)部分,把各相邻段流下来(de)点衔接起来,就构成了最终(de)输出.A.1-NB. 11-NC. 12-ND.121-+N N以上为DFT 部分(de)习题25.利用模拟滤波器设计IIR 数字滤波器时,为了使数字滤波器(de)频响能模仿模拟滤波器(de)频响,在将)(s H a 转化为)(z H 时应使s 平面(de)虚轴映射到z 平面(de)( C ).A.单位圆内B.单位圆外C.单位圆上D.单位圆与实轴(de)交点26.( B )方法设计(de)IIR 数字滤波器会造成频率(de)非线性)(的关系与ωΩ.A.脉冲响应不变法B.双线性变换法C.窗函数法D.频率采样法27.用( A )方法设计(de)IIR 数字滤波器会造成频率混叠现象.A.脉冲响应不变法B.双线性变换法C.窗函数法D.频率采样法28.在IIR 滤波器设计法中,如果数字低通转化为数字低通(de)变换关系为)(11--=z G u ,则数字低通转化为数字高通只要将( B )替换z .A.1-zB.z -C.1--zD.*z29.在IIR 滤波器设计方法中,主要讨论模拟低通滤波器而不是其他类型模拟滤波器,主要是因为( C ).A.只有通过模拟低通滤波器才可以设计数字滤波器B.模拟低通滤波器设计简单,有快速算法C.模拟低通滤波器可以通过适当(de)变换转换成其他类型(de)滤波器D.采用模拟低通滤波器才能恢复经过采样后离散信号所代表(de)原始信号30.采用从模拟滤波器低通原型到带通滤波器(de)频率变换中,模拟频率为Ω,数字频率为ω,数字带通滤波器(de)中心频率为0ω.应该将0=Ω映射到数字域(de)( C ).A. 0ωB. 0ω-C. 0ω±D.π31.设计IIR 滤波器(de)性能指标一般不包括( D ).A.滤除(de)频率分量B.保留(de)频率分量C.保留(de)部分允许(de)幅频或相位失真D.滤波器(de)脉冲响应32.对于IIR 滤波器,其系统函数(de)有理分式为∑∑=-=--=Ni ii M i i iz b z a z H 101)(.当N M >时,)(z H 可看成是( B ).A.一个N 阶IIR 子系统和一个(M-N )阶(de)FIR 子系统(de)并联B. 一个N 阶IIR 子系统和一个(M-N )阶(de)FIR 子系统(de)级联C. 一个N 阶IIR 子系统和一个M 阶(de)FIR 子系统(de)级联D. 一个N 阶IIR 子系统和一个M 阶(de)FIR 子系统(de)并联33.阶数位N(de)Butterworth 滤波器(de)特点之一是( C ).A.具有阻带内最大平坦(de)幅频特性B.具有通带内线性(de)相位特性C.过度带具有频响趋于斜率为倍频程/6N -(de)渐近线D.过度带具有频响趋于斜率为倍频程/3N -(de)渐近线34.不是阶数为N(de)Chebyshev 滤波器(de)特点之一是( D ).A.逼近误差值在阻带内等幅地在极大值和极小值之间摆动B.具有阻带内等波纹(de)幅频特性C.具有通带内等波纹(de)幅频特性D.过渡带具有频响趋于斜率为倍频程/3N -(de)渐近线35.将模拟低通滤波器至高通滤波器(de)变换就是s 变量(de)( B ).A.双线性变换B.倒量变换C.负量变换D.反射变换36.从低通数字滤波器到各种数字滤波器(de)频率变换要求对变换函数)(11--=z G u 在单位圆上是( C ).A.归一化函数B.反归一化函数C.全通函数D.线性函数 以上为IIR 数字滤波器设计部分(de)习题37.线性相位FIR 滤波器(de)单位函数响应偶对称表达式为( A ).A.)1()(n N h n h --=B.)1()(-=N h n hC.)()(n N h n h -=D.)()(N n h n h -=38.线性相位FIR 滤波器(de)单位函数响应奇对称表达式为( A ).A.)1()(n N h n h ---=B.)1()(--=N h n hC.)()(n N h n h --=D.)()(N n h n h --=滤波器(de)线性相位特性是指( B ).A.相位特性是常数B.相位特性是频率(de)一次函数C. 相位特性是频率(de)二次函数D. 相位特性不是频率(de)函数 滤波器(de)幅度函数( C ).A.就是幅频特性B.函数值总是大于0C.函数值可正可负D.函数值是常数,与频率无关41.线性相位FIR 滤波器与相同阶数(de)IIR 滤波器相比,可以节省一半左右(de)( B ).A.加法器B.乘法器C.乘法器和加法器D.延迟器42.线性相位FIR 滤波器系统函数(de)零点( D ).A.单个出现 个一组同时出现 个一组同时出现 个一组同时出现43.窗函数(de)主瓣宽度越小,用其设计(de)线性相位FIR 滤波器(de)( A ).A.过渡带越窄B. 过渡带越宽C. 过渡带内外波动越大D. 过渡带内外波动越小44.用频率采样法设计线性相位FIR 滤波器,线性相位FIR 滤波器在采样点上(de)幅频特性与理想滤波器在采样点上(de)幅频特性(de)关系( A ).A .相等 B.不相等 C.大于 D.小于45. 用窗函数法设计(de)线性相位FIR 滤波器过渡带越窄越好,过渡带内、外波动越小越好,要求窗函数频谱( A ).A.主瓣宽度小,旁瓣面积小B.主瓣宽度小,旁瓣面积大C. 主瓣宽度大,旁瓣面积小D. 主瓣宽度大,旁瓣面积大46.在线性相位FIR 滤波器(de)窗函数设计法中,当窗型不变而点数增加时,FIR 滤波器幅频特性(de)( A ).A.过渡带变窄,带内外波动振幅不变B. 过渡带变宽,带内外波动振幅变大C. 过渡带变窄,带内外波动振幅变小D. 过渡带变宽,带内外波动振幅变小47.用频率采样法设计线性相位FIR 滤波器时,增加过渡带点(de)目(de)是( D ).A.增加采样点数B.增加过渡带宽C.修改滤波器(de)相频特性D.增大阻带最小衰减48.线性相位FIR 滤波器(de)单位函数响应0)21(=-N h (de)充分条件是( A ).A.单位函数响应奇对称,N 为奇数B. 单位函数响应偶对称,N 为奇数C. 单位函数响应奇对称,N 为偶数D.单位函数响应偶对称,N 为偶数 以上为FIR 数字滤波器设计部分(de)习题49.在不考虑( A ),同一种数字滤波器(de)不同结构是等效(de).A.拓扑结构B.量化效应C.粗心大意D.经济效益50.研究数字滤波器实现(de)方法用( A )最为直接.A.微分方程B.差分方程C.系统函数D.信号流图51.下面(de)几种网络结构中,( A )不是IIR 滤波器(de)基本网络结构.A.频率采样型B.用(de)延迟单元较少C.适用于实现低阶系统D.参数i a 、i b 对滤波器性能(de)控制作用直接52.( D )不是直接型结构实现IIR 数字滤波器(de)优点.A.简单直观B. 用(de)延迟单元较少C. 适用于实现低阶系统D. 参数i a 、i b 对滤波器性能(de)控制作用直接53.( D )不是级联型实现IIR 滤波器(de)优点.A.可单调滤波器(de)极点和零点B.每个基本节有相同(de)结构C.可灵活地进行零极点配对和交换级联次序D.误差不会逐级积累54.( A )不是并联型实现IIR 滤波器(de)优点.A. 零极点调整容易B.运算速度快C.各级(de)误差互不影响D.总误差低于级联型(de)总误差55.在级联型和并联型实现IIR 滤波器中,一般以一阶和二阶节作为子系统,且子系统采用( A ).A.直接型B.级联型C.并联型D.线性相位型56.任意(de)离散电路可以看成是( C ).滤波器 滤波器滤波器和FIR 滤波器(de)级联组成 D.非递归结构57.在MATLAB 中,用( B )函数实现IIR 数字滤波器(de)级联型结构.采用( B )总线结构.C.哈弗D.局部59.在以下(de)窗中,( A )(de)过渡带最窄.A.矩形窗B.汉宁窗C.哈明窗D.布莱克曼窗60.频率采样型结构适用于( B )滤波器(de)情况.A.宽带(de)情况B.窄带C.各种D.特殊以上为离散系统网络结构实现部分(de)习题二、判断题1.离散时间系统(de)数学模型是差分方程.( Y )2.已知某信号频谱(de)最高频率为100Hz,能够恢复出原始信号(de)最低采样频率为200Hz.( Y )3.某系统)()(2n ax n y =,则该系统是线性系统.(N )4.线性时不变系统(de)数学模型是线性常系数差分方程.( Y )5.对模拟信号(一维信号,时间(de)函数)进行采样后并对幅度进行量化后就是数字信号.( Y )6.稳定(de)离散时间系统,其所有极点都位于Z 平面(de)单位圆外部.( N )7.正弦序列都是周期序列.( N )8.若线性时不变系统是有因果性,则该系统(de)单位采样响应序列)(n h 应满足(de)充分必要条件是0)(=n h ,0<n .( Y )9.序列)()(n n x δ=(de)DTFT 是1.( Y )10.已知⎪⎩⎪⎨⎧≤<<=πωππωω2022)(j e X , )(ωj e X (de)反变换n n n x ππ)2sin(2)(=.( Y )11.采样序列单位圆上(de)Z 变换等于该采样序列(de)DTFT.( N )12.对信号)(t x 进行等间隔采样,采样周期ms T 5=,则折叠频率为200Hz.( N )以上为离散时间信号与系统部分(de)习题13.周期序列(de)第一周期称为“主值区间”.( Y )可以看成DFS(de)一个周期.( Y )15.周期序列不能进行Z 变化.( Y )是离散序列(de)傅立叶变换.( N )具有选频特性.( Y )18.)(k X 是)(z X 在单位圆上等间距采样值.( Y )19.周期卷积是线性卷积(de)周期延拓.( Y )隐含周期性.( Y )21.重叠保留法和重叠相加法(de)计算量差不多.( Y )22.频率抽取法输出是自然顺序,输入是按照反转(de)规律重排.(N )23.按频率抽取法与按时间抽取法是两种等价(de)FFT 运算.( Y )24.变动DFT(de)点数,使谱线变密,增加频域采样点数,原来漏掉(de)某些频谱就可能被检测出来.( Y )以上为DFT 部分(de)习题滤波器一般用递归(de)网络结构实现,一般不包括反馈支路.( N )26.具有相同(de)幅频特性,采用IIR滤波器比采用FIR滤波器要经济.( Y )滤波器总是不稳定(de),而FIR滤波器总是稳定(de).( N )28.数字滤波器在πω2=(de)频响表示低频频响.( Y )29.数字滤波器在πω=(de)频响表示高频频响.( Y )滤波器一般具有线性相频特性.( N )滤波器只能根据模拟滤波器来设计.( N )32.双线性变换法适用于所有类型(低通、高通、带通、带阻)(de)滤波器设计.( Y )33.全通网络总是一阶(de).( N )34.三种模拟低通滤波器若过渡带特性相同,选用椭圆滤波器(de)阶数最高.(N )35.脉冲响应不变法适用于所有类型(低通、高通、带通、带阻)(de)滤波器设计.( N )36.双线性变换法产生(de)频率失真无法克服.( N )37.全通函数在单位圆上(de)幅度恒等于1.( Y )38.最小相位数字滤波器在零点在单位圆上.( N )滤波器(de)优化设计方法需要通过设计模拟滤波器实现.( N )40.脉冲响应不变法不一定将最小相位模拟滤波器映射为最小相位(de)数字滤波器.( Y )以上为IIR数字滤波器设计部分(de)习题滤波器总是具有线性相位(de)特性.( N )滤波器(de)单位函数响应关于原点对称.( N )43.线性相位FIR滤波器(de)窗函数设计法所用(de)窗函数总是偶对称(de).( Y )44.线性相位FIR滤波器(de)结构中存在反馈.( N )滤波器只有零点,除原点外,在Z平面上没有极点.( Y )46.在理论上,FIR总是稳定(de).( Y )47.单位函数响应偶对称N为奇数(de)FIR滤波器,不宜作为低通滤波器.( N )48.单位函数响应偶对称N为偶数(de)FIR滤波器,不宜作为低通滤波器.( N )49.单位函数响应奇对称N为奇数(de)FIR滤波器,不宜作为高通滤波器.( Y )50.单位函数响应奇对称N为偶数(de)FIR滤波器,不宜作为高通滤波器.( N )51.窗函数(de)主瓣宽度越小,用其设计(de)线性相位(de)过渡带越窄.( Y )52.窗函数(de)旁瓣面积应该尽可能地小,以增大线性相位FIR滤波器过渡带内、外波动(de)最大振幅.( N )53.用窗函数设计(de)线性相位FIR滤波器(de)过渡带越窄,表明窗函数(de)主瓣宽带越大.( N )54. 用窗函数设计(de)线性相位FIR滤波器过渡带内、外波动(de)最大振幅越大,表明窗函数(de)旁瓣面积越小.( N )以上为FIR数字滤波器设计部分(de)习题55.子系统是线性(de),子系统级联次序仍会影响总系统(de)传递函数.( N )56.对于单输入、但输出(de)系统,通过反转网络中(de)全部支路(de)方向,并且将其输入输出互换,得出(de)信号流图传递函数是原始流图传递函数(de)倒数.( N )57.数字滤波器由加法器、乘法器和延迟器组成.( Y )58.滤波器共有三种因量化而引起(de)误差因素:(1)DA/转换(de)量化效应;(2)系数(de)量化效应;(3)数字运算过程中(de)有限字长效应.( Y )59.不同(de)排列方案在相同(de)运算精度下,其产生(de)误差是不同(de).( Y )系统与模拟信号处理系统在功能上有许多相似之处,因此在处理技术上也相似.( N )滤波器实现类型中横截型又称卷积型.( Y )滤波器级联型结构中,每个二阶节控制一个零点.( N )63.可以用FIR滤波器实现振动器.( N )滤波器只能用非递归结构实现.( N )65.线性相位型FIR滤波器(de)计算量约为横截型(de)一半.( Y )级联型结构所需要(de)系数比直接型多.(Y )67.线性相位型(de)信号流图与N为偶数或奇数无关.( N )68.在FIR级联型网络结构中,每一个一阶网络决定一个实数极点,每一个二阶网络决定一对共轭极点.(N )以上为离散系统网络结构实现部分(de)习题三、计算与设计题1.设)()(n u n h =,)1()()(--=n n n x δδ,求)(*)()(n h n x n y =.2.设系统(de)单位脉冲响应)()(n u a n h n =,10<<a ,输入序列为)2(2)()(-+=n n n x δδ,求出系统输出序列)(n y .3.已知21211)(----=z z z X ,21<<z ,求)(n x . 4.求序列)()21()(n u n n +δ(de)Z 变换,并指出其零、极点和收敛域. 5. 已知)2()1()(2--=z z z z X ,讨论对应)(z X (de)所有可能(de)序列表达式. 6.已知)1(75.0)()1(75.0)(-+++=n n n n x δδδ(1)计算)]([)(n x DTFT e X j =ω;(2)在角频率π2~0上对)(ωj e X 作8=N 点等距离采样,得到)(k X ,写出)(k X 与)(n x (de)对应关系.以上为离散时间信号与系统部分(de)习题7.已知有限长序列)(n x 如下式:}1,1{)(=n x ,2=N ,计算)]([)(n x DFT k X =.8.已知)()(2n R n x =,)()(2n R n y =,用DFT 计算)()()(n y n x n f ⊗=.9.已知有限长序列)(n x 如下式:}0,0,1,1{)(=n x ,4=N ,计算)]([)(n x DFT k X =.10. 已知)()(n R n x N =,)()(n R n y N =,用DFT 计算)()()(n y n x n f ⊗=.11.已知)2()1()()(-+-+=n n n n x δδδ,对于8=N ,计算)(k X .12.已知)()82cos()(8n R n x π=,)()82sin()(8n R n y π=.用DFT 计算)()()(n y n x n f ⊗=,并画出)()()(n y n x n f ⊗=(de)波形.以上为DFT 部分(de)习题13.一个Butterworth 模拟低通滤波器,通带截至频率s rad c /2.0π=Ω上(de)衰减不小于1dB,阻带截至频率s rad c /3.0π=Ω上(de)衰减不小于15dB,求阶数N 和3dB 截至频率.14.采用脉冲响应不变法,采样频率为1000Hz,则将模拟频率π/1000=f Hz 转换为多少15. 采用双线性变换法,采样频率为1000πHz,则将模拟频率1000=f Hz 转换为多少16.设计Chebyshev 滤波器,要求在通带内(de)纹波起伏不大于2dB,求纹波系数.17. 设计一个Chebyshev 滤波器,要求在通带内(de)纹波起伏不大于2dB,截至频率为s rad /40,阻带s rad /52处(de)衰减大于20dB.18. 设计一个Butterworth 滤波器,要求在s rad /20处(de)幅频响应衰减不大于2dB,在 s rad /30处(de)衰减大于10dB.以上为IIR 数字滤波器设计部分(de)习题19.已知线性相位FIR 滤波器(de)单位函数响应)(n h 偶对称,6=N ,1)0(=h ,2)1(=h ,3)2(=h ,求)(n h .20. 已知线性相位FIR 滤波器(de)单位函数响应奇对称,6=N ,1)0(=h ,2)1(=h ,3)2(=h ,求系统函数)(z H .21.试用窗函数设计一个线性相位FIR 滤波器,并满足以下技术指标:在低通边界频率s rad c /40=Ω处衰减不大于3dB,在阻带边界频率s rad s /46=Ω处衰减不小于40dB,对模拟信号(de)采样周期s T 01.0=.22.设计一个低通数字滤波器)(ωj e H ,其理想频率特性为矩形.⎩⎨⎧≤≤=其他001)(cj d e H ωωω并已知πω5.0=c ,采样点数为奇数,33=N,要求滤波器具有线性相位.23.用频率采样法设计一个线性相位低通滤波器.线性相位低通滤波器(de)理想特性为:15=N,通带边界频率为090,通带外侧边沿上设一点过渡带,其模值为4.0.过度点加在第几点24. 用频率采样法设计一个线性相位高通滤波器.线性相位低通滤波器(de)理想特性为:15=N,通带边界频率为090,通带外侧边沿上设一点过渡带,其模值为4.0.过度点加在第几点以上为FIR数字滤波器设计部分(de)习题。
习题一1 判断下列信号中哪一个是周期信号,如果是周期信号,求出它的周期。
(a )sin1.2n (b )sin9.7n π (c ) 1.6j neπ(d )cos(3/7)n π (e ) 3cos 78A n ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭ (f )18j n e π⎛⎫- ⎪⎝⎭2 以下序列是系统的单位脉冲响应h(n),试说明系统是否是因果的和稳定的。
(1)21()u n n (2) 1()!u n n (3)3()nu n (4)3()n u n - (5) 0.3()nu n (6) 0.3(1)nu n -- (7)(4)n δ+3 假设系统的输入和输出之间的关系分别如下式所示,试分别分析系统是否是线性时不变系统。
(1) ()3()8y n x n =+ (2) ()(1)1y n x n =-+ (3) ()()0.5(1)y n x n x n =+- (4) ()()y n nx n =习题二 4 已知因果系统的差分方程为()0.5(1)()0.5(1)y n y n x n x n =-++- 求系统的单位脉冲响应h(n)。
5 设系统的差分方程为()(1)()y n ay n x n =-+,0<a<1,(1)0y -=。
分析系统是否是 线性、时不变系统。
习题三 6 试求以下序列的傅里叶变换。
(1) 1()(3)x n n δ=- (2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- (3) 3()()nx n a u n = 0<a<1 (4)4()(3)(4)x n u n u n =+--7 设()j X e ω是()x n 的傅里叶变换,利用傅里叶变换的定义或者性质,求下面序列的傅里叶变换。
(1)()(1)x n x n -- (2) *()x n (3)*()x n - (4) (2)x n (5)()nx n习题四8 假设信号1,2,3,2,1,n 2,1,0,1,20,()x n ---=--⎧⎨⎩=其他,它的傅里叶变换用()j X e ω表示,不具体计算()j X e ω,计算下面各式的值:(1)0()j X e (2) ()j X e ω∠ (3)()j X e d πωπω-⎰(4) ()j X e π(5)2()j d X e ππωω-⎰习题五9 设图P2.5所示的序列()x n 的FT 用()j X e ω表示,不直接求出()j X e ω,完成下列运算 (1) 0()j X e (2)()j X e d πωπω-⎰ (3)()j X e π(4)确定并画出傅里叶变换为(())j e R X e ω的时间序列()e x n(5)2()j d X e ππωω-⎰ (6)2()j d dX e d ππωωω-⎰10 求以下各序列的Z 变换和相应的收敛域,并画出相应的零极点分布图。
《现代数字信号处理》试题
一、计算题
(1)已知曲线 ()()(),()C p x p y p =的曲率可表达为
()
3
222
p pp pp p
p
p x y x y x
y κ-=
+
a. 求椭圆 ()(cos ,sin )C a b θθθ=当0θ=和
2
π
时的曲率。
答案:223/222223/2
2222223/222
sin ;cos ;()(sin cos )cos ;sin ;sin cos /(sin cos );0/;/2/x a y b x y a b x a y b x y x y ab ab ab
ab a b a b b a θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθκθθθκθπκ=-=+=+=-=--=+==+=⇒==⇒=
b. 试求抛物线2
y ax =,当0x =时的曲率。
答案:2223/2
223/2
223/2
223/2()(,);1;2;()(14)0;2;
()/()2/(14);02x x x x xx xx x xx xx x x x C x x ax x y ax x y a x x y a x y x y x y a a x x a
κκ===+=+==⇒=-+=+=⇒=
c .试求椭圆
2222
1x y a b += 在(0,)b 和(,0)a -两点的曲率各为多少? d.已知三次曲线32
211,432y ax bx cx d b ac =
+++>式中,
求在y 取局部极值时的曲率。
答案: 由
2
1,
0;
,
2;
x xx x xx x x y ax bx c y ax b ===++=+
再由2
1,20x y ax bx c x =++=⇒=代入公式,得
(
)
1,23
22
2
x xx xx x
x
x
x y x y x
y κ-=
=+(2)
a. 若一数字图像的灰度直方图如下图所示,试画出其累积直方图。
b .若一连续图像的面积函数如下图所示,试画出其直方图。
(3)
a.假设有一连续图像的灰度可表达为
2
2
002
2()()(,)exp([
])x y
x x y y I x y σσ--=-+
写出灰度值为0.5的水平集的数学表达式,并画出此水平集的草图。
b. 若一图象的灰度值可表达为
(,)I x y =式中00,,x y a 为常数(0)a >。
求此图像的梯度模值。
二、问答题
(1)
a. 什么叫做迎风差分格式?试就二维演化问题
00,(,,0)(,)u
u u x y u x y t
β∂+∇==∂ 写出利用迎风差分格式求解的显式数值方案。
b. 什么是测地线活动轮廓(GAC )模型?试写出这一模型应用于单值图像的分割问题的显式方案的主要步骤? (2)
a. 什么是灰度图像的方向扩散?它与灰度图像的中值滤波有什么关系?
b. 什么是灰度图像的“自蛇”模型?它与灰度图像的方向扩散有什么关系? (3)
a 、什么是非线性扩散的P_M 方程和正则化的P_M 方程?试写出求解P_M 方程的显式数值方案和半隐式数值方案的表达式。
b 、什么是张量扩散方程?试说明利用张量扩散进行灰度图象相干性增强得主要步骤。
(4)
a. 简要说明将测地线活动轮廓(GAC )模型推广到矢量图像的基本思路。
它的PDE 是怎样的?
b. 矢量图像的方向扩散的PDE 是怎样定义的?为什么说它是一组耦合的PDE ?
(5)
a. 什么是灰度图象的水平集分解和重构?它们在图象处理中有何意义?
b. 灰度图象的水平集是如何定义的?它的基本性质是什么?
三 推导证明题
(1)
a. 对于矢量图像
(1)(2)()(,,...,)m I I I I =
试推导矩阵
()
()
()()
2()()()1
111122
()()
()12
22
1
1
m
m
i i i x
x y
i i m
m i i i y y
y
i i I I
I
j j J j j I
I
I =====
=
∑∑∑∑
的本征值1λ、2λ和对应的本征矢1ν
、2ν
的数学表达式并说明它们的物理意义。
b. 灰度图像(,)I x y 的散布矩阵的定义为
2
11122
1222
(
)*(
)*()*()*I I I G G j j x y
x
J I I
j j I G G x y
y
σσ
σρ
ρρσσσρρ∂∂∂∂∂∂=
=∂∂∂∂∂∂
试推导它的本征值1λ、2λ和对应的本征矢1ν 、2ν
的数学表达式并说明它们的物理意义。
(2)
a. 试推导对应于()E u u dxdy Ω
=
∇⎰⎰
的Euler 方程。
答案:2222
22322
2||()/||||()||||||||();
||||
()()()0||||||
x y
x x y x x x x x y
y y y x u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u d d u div dx u dy u u +∇-+∇∇∂===∂∇∇∇∇+∂=∂∇∇∇+==∇∇∇
b.试推导对应于2
1()(1)2
E u u dxdy Ω=
∇-⎰⎰的梯度下降流。
答案:
2111
(1)(1)(1);(1);21()()((1))()()x x y x x y x y u F F u u u u u u u u u u d F d F u div u u div dx u dy u u u
u u
u div t u
∂∂∂=∇-=∇-=-=-∂∂∇∇∂∇∂∂∇+=-∇=∆-∂∂∇∇∂∇⇒
=∆-∂∇
(3)
a. 证明矩阵
22x x y x y
y
I I I J I I I
=
具有唯一非零本征值2
I ∇,它对应的本征矢为I I ∇∇。
答案:
22
2
||0
()||(
)||||00x
x y
T
T
x y
y
I I I I I I I I I I I I I ∇∇∇=∇∇=∇∇
b. 若已知张量扩散矩阵
a b D b c
=
的本征值为1λ和2λ及其对应的本征矢1(cos ,sin );νθθ= 2
(sin ,cos )νθθ=-
,
推导a,b,c 的表达式
答案:
2211122212
222212122212cos sin cos sin cos sin sin cos cos sin cos sin cos sin ()sin cos sin cos T T
D v v v v a b c θθθθθθμμμμθ
θ
θθ
θθ
μθμθμμθθμθμθ
-=+=+-⇒
=+=-=+
(4)
a. 已知用于图像非线性滤波的“自蛇”模型为
()
I
I
I div g I t I
⎛⎫∂∇=∇∇ ⎪ ⎪∂∇⎝
⎭
试证明它可表示为两种滤波器--非线性扩散和冲击滤波--的组合。
答案: ()()();||;diff shock diff shock I I I
I div g I g I div g I t I I I F F F g I F g I t
κ⎛⎫∂∇∇=∇∇=∇+∇∙∇ ⎪ ⎪∂∇∇⎝⎭∂⇒=+=∇=∇∙∇∂ b. 证明曲线C 的Euclidean 不变流22C C
t s
∂∂=∂∂等价于曲线的平均曲率运动(MCM )。
答案: 22()C C C
T N N s s s s t
κκ∂∂∂∂∂=
==⇒=∂∂∂∂∂ (5)推导正则化P-M 方程
(())I
div g I I t
σ∂=∇∇∂ 的半隐式方案的表达式(要求写明离散化过程)。
再将它改写成矢量——矩阵表达式(要求说明式中说使用的各符号的含义。
(6)若平面曲线C 按如下方程式演化
C V T N t
αβ∂==+∂
式中,T N
分别表示C 的切矢量和法矢量,试证明,就C 的几何形状的变化而言,它与方程
式
C
N t
β∂=∂ 是等价的。
a. 写出二维Laplace 算子的中心差分离散化格式。
b. 写出散度算子()u
div u
∇∇的“半点”离散化格式。