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现代信号处理新方法44页PPT

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现代信号处理新方法
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

现代信号处理基础ppt

现代信号处理基础ppt

（ 白 随 机 C ov ( k - n ) 0）
2 E ( m N E [ m N ])


1 N
2

N 1
E { x ( n ) m }
2
1 N
2
n0

n0
N 1
2


2
N
N
2 lim E ( m N E [ m N ]) 0
N
n0
N|m | N
R x ( m ) (1
（有偏、渐进无偏估计） 自相关函数估计的方差
2 D [ R x ( m )] E [ R x ( m ) E { R x ( m )} ]


2
2 E [ R x ( m )] E { R x ( m )}
N 1 2

N 1 N 1 1 2 E x ( n ) m 2 E x ( n ) m x ( k ) m 2 N n0 n0 k 0 n k
N 1
第二章 现代信号处理基础
随机矢量及其统计特性
随机信号的估计评价及估计方法
随机信号通过LTI系统
相关抵消与正交分解
谱分解定理
信号模型参数与功率谱
随机矢量及其统计特性
以3个习题为例： 例1 N维高斯分布随机矢量 x 的均值矢量为 m x ，协方差矩阵 为 。现对 x 作线性变换 B x ，其中B是 N N 阶常数矩 阵，试证明 是高斯分布的。
1
M 2


1 T 1 ex p ( y y ) y 2

6章现代无线通信信号处理技术解析PPT课件

6章现代无线通信信号处理技术解析PPT课件
无线电波传播
• (1)地波传播——无线电波沿地球表面的传 播。
• 主要用于低频及甚低频远距离无线电导航 、标准频率和时间信号的广播、对潜通信 等业务。
• 传播特点：
• 传输损耗小、作用距离远；受电离层扰动 影响小，传播情况稳定；有较强的穿透海 水及土壤的能力；但大气噪声电平高，工 作频带窄
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
仍可保持通信。
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
• 3)流星电离余迹散射传播。利用发生在80～120km处流星电离 余迹对电波的散射作用，实现2000km内的远距离传播。常用 频段为30～70MHz。由于流星电离余迹持续时间短，但出现频 繁，可利用它建立瞬间通信，在军事上应用较多。
• (4)地-电离层波导传播。电波在以地球表面及电离层下缘为 界的地壳形空间内传播。
• 根据不同频段的电波在媒质中传播的物理过程，可将电波 传播方式分类为：
• (1)地波传播 • (2)对流层电波传播(视距、散射传播) • (3)电离层电波传播(反射、散射、流星电离余迹散射传播
)
• (4)地—电离层波导传播 • (5)外大气层及行星际空间电波传播
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
。其主要传播特点是：传播距离限于视线 距离以内，一般为10 ～50km；频率愈高受
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
•
2)散射传播。利用对流层中介质的不
均匀性对电波的散射作用，实现超视距传
播，常用频段为200MHz～5GHz。由于散射
波相当微弱，传输损耗大，需使用大功率
发射机、高灵敏度接收机及高增益天线等
短波远距离广播、通信，船岸间航海移动通信，飞机地面问

最新现代信号处理第1章ppt课件

最新现代信号处理第1章ppt课件
信号是传载信息的物理量，是信息的表现形式。
信号处理的本质是信息的变换和提取。
信息的提取就要借助各种信号获取方法以及信号处理 技术。
信号测量系统和信号处理的工作内容的成本已达到装 备系统总成本的50%-70%。
1.1 现代信号处理的内容和意义
信号处理技术的应用领域：
电子通讯； 机械振动信号的分析与处理； 自动测量与控制工程领域； 语音分析、图像处理与声纳探测； 生物医学工程。
(1.4.4)
R x(y ) x ( t)y ( t)d t x ( t)y ( ,t)
(1.4.5)
内积可视为 x (t与) “基函数”关系紧密度或相似性的一种度量。
1.4 信号处理的内积与基函数
信号的内积与基函数
傅里叶变换是应用最为广泛的信号处理方法，函数 x (t ) 的傅里叶变换为
cn
1 T
T/2 x(t)eintdt
T/ 2
(1.3.6)
1.3 非平稳信号处理和信号的正交分解
1.3.2 信号的正交分解
傅里叶级数具有两个独特的性质：
1、函数 x (t ) 可分解为无限多个互相正交的分量 gn(t):cneint 的和，其中正交是指 g m 与 g n 的内积对所有 mn成立， 即
gm,gn:T 1 T T //2 2gm (t)gn(t)d t0
mn
2、正交分量 或 可用一个简单的基函数
的整数m
或n的膨胀g生m 成，g 线n 性累加逼近任何函数 g1(。t)
x(t) 小波变换中，通过母小波的伸缩和平移生成小波族。
1.3 非平稳信号处理和信号的正交分解
1.3.2 信号的正交分解
第一章 绪论
1.1 现代信号处理的内容和意义 1.2 信号的分类 1.3 非平稳信号处理和信号的正交分解 1.4 信号处理的内积与基函数 1.5 现代信号处理的应用现状与进展

现代信号处理第4讲PPT课件

现代信号处理第4讲PPT课件

6性4 相位
2
无失真传输系统的时域特性
H () Ke jtd h(t) K (t td )
例5 已知一LTI系统的频率响应为 H () 1 j
1 j
求系统的幅度响应|H()|和相位响应()，并判断系统
是否为无失真传输系统
解：
因为
H ()
1 1
j j
(1 j)2 12
12 2 12
j
1
|
x1(t) |2dt
2
Re[
x1*
(t
)
x2
(t
)]dt
2
|
x2
(t)
|2dt
Re[
x1*
(t
)
x2
(t
)]dt
2
|
x2
(t)
|2dt
|
x1(t) |2dt
Re[
x1*
(t
)
x2
(t
)]dt
2
|
x2
(t)
|2dt
两边同除以
64
|
x1
(t
)
|2dt
12
|
Q x1(t) |2dt
Re[
x1*
(t
)
x2
(t
)]dt
(x1, x2 ) 1 T
1 T
T /2 T / 2
Re[
x1*
(t
)
x2
(t
)]dt
T /2
|
T / 2
x1 (t )
|2dt
1 T
T /2 T / 2
|
x2
(t
)
|2dt
1/

现代信号处理的方法及应用

现代信号处理的方法及应用

现代信号处理的方法及应用信号处理是一种广泛应用于各种领域的技术，包括通信、图像处理、音频处理，控制系统等等。

信号处理主要目的是从原始数据流中提取有用的信息并对其进行分析与处理。

随着现代计算机技术和数学统计学等科学技术的不断发展，信号处理的方法也在不断更新和升级，这篇文章将对现代信号处理的方法和应用做一个简单的介绍。

1. 数字信号处理数字信号处理是信号处理的一种重要形式，主要是基于数字信号处理器(DSP)和嵌入式系统等硬件设施来实现。

数字信号处理算法主要应用于图像和音频处理以及通信系统等领域。

数字信号处理的优点在于其对数据的准确性，稳定性和可靠性上，数字信号处理器也因此成为了许多领域的首选，如音频处理中的音频去噪。

2. 频域分析频域分析是信号处理中一种常用的分析方法，适用于需要研究信号频率特性的场合。

频域分析最常用的工具是傅里叶变换(FT)，用于将信号从时域转化为频域。

傅里叶变换将信号分解为不同频率的正弦波分量，这样就能对不同频率范围内的信号进行分析和处理。

频域分析在音频，图像，视频，雷达等领域广泛应用。

3. 视频处理视频处理是信号处理的重要领域之一，几乎应用于所有与视频相关的技术，包括视频编解码，视频播放，图像增强以及移动目标检测等。

视频处理的任务是对视频内容进行解析和分析，提取其重要特征，比如目标检测，物体跟踪以及运动检测。

其中，深度学习技术的应用非常广泛。

4. 无线通信无线通信是使用无线电波传输信号的无线电技术，目前已被广泛应用于通信系统、卫星通信、电视广播、GPS定位等领域。

在无线通信中，信号处理扮演着重要的角色，主要用于调制解调，信号检测以及通信信号处理等。

5. 模拟信号处理模拟信号处理是信号处理中的另一种重要形式，通常应用于音频处理、传感器测量等领域。

模拟信号处理的操作与数字信号处理类似，不同的是其输入信号是连续模拟信号，输出也是模拟信号。

模拟信号处理可以执行滤波，信号调整、信号检测等，是信号处理中必不可少的一部分。

汽车故障诊断技术现代信号处理方法概论PPT课件

汽车故障诊断技术现代信号处理方法概论PPT课件
h(t)
1
t2
ωh(t)
e 4a
2 a
其中a为窗宽
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
普 通 频 谱 与 细 化 谱 对 比 频 域 波 形 频 率 /Hz
幅 值 /|A(f)|
幅 值 /|A(f)|
40
45
90
100
9.5
10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
普通 细化
9.5
10
频率细化分析
倒频谱
1、功率倒频谱
C( ) F[lg Sx ( f )] 2
2、复倒频谱
Cc ( ) F 1 lg Sx ( f )]
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
解决办法---短时傅里叶变换
FT
X
短时傅里叶也存在问题：窗宽固定
时域的分辨率比较好，但是频率出现 一定宽度的带宽，频率分辨率差;
频率的分辨率比较好，但是时域分辨 率差，有点接近傅里叶变换。
(s,t)
×
Inner product
x(t)
X

[PPT课件]现代信号处理-维纳和卡尔曼滤波

[PPT课件]现代信号处理-维纳和卡尔曼滤波

然而实际的系统都是因果的。对于一个因果系统，
不能直接转入频域求解的原因是由于输入信号与期望
信号的互相关序列是一个因果序列，如果能够把因果
维纳滤波器的求解问题转化为非因果问题，求解方法
将大大简化。
实用文档
2.3 离散维纳滤波器的Ｚ域解
假设x(n)的信号模型B(z)已知（如图2.3.2(a)所示）， 求出信号模型的逆系统B-1(z)， 并将x(n)作为输入，那 么逆系统B-1(z)的输出ω(n)为白噪声。一般把信号转化
n
)
rss (0)
2
| g (k ) |2 g * (k )rs (k ) g (k )r*s (k )
k
k
k
rss (0)
k
g(k)
rs (k )
2
k
| rs |2
2
实用文档
(2.3.4)
2.3 离散维纳滤波器的Ｚ域解
2.3.1 非因果维纳滤波器的求解
来确定的，如果想通过增加长度提高逼近的精度，就 需要在新M基础上重新进行计算。因此，从时域求解 维纳滤波器，并不是一个有效的方法。
^
实用文档
2.3 离散维纳滤波器的Ｚ域解
若不考虑滤波器的因果性，（2.2.8）式可以写为
rx(d k) h (m )rx(xkm )h (k)rx(xk)
m
设定d(n)=s(n)，对上式两边做Z变换，得到 Sxs(z)=Hopt(z)Sxx(z)
维纳滤波和卡尔曼滤波
2.1 引言 2.2 维纳滤波器的离散形式——时域解 2.3 离散维纳滤波器的z域解 2.4 维纳预测 2.5 卡尔曼(Kalman)滤波
实用文档
2.1 引 言

现代信号处理

现代信号处理
互相关函数
R x(y)E {x(t)y*(t)}
互协方差函数
C x(y ) E {x ( [ t)x ]y ( [ t )y ] * } Rxy()x*y

互相关系数
xy()
Cxy()
Cxx(0)Cyy(0)
主要性质
1.对零均值随机信号，相关函数与协方差函数
非平稳即不具有广义平稳。 例1.1.1
随机信号的遍历性
均方遍历：一个平稳信号，其n阶矩及较
低阶的所有矩都与时间无关，对所k 有1, ,n
和所有整数 t1,,tk ，恒有
N l i E m 2 N 1 1t N N x (t t1) x (t tk)(t1, ,tk)2 0
及 ，其k阶矩有界，并满足
( t 1 , ,t k ) ( t 1 , ,t k )
广义平稳（协方差平稳、弱平稳）：均值为常 数，二阶矩有界，协方差函数与时间无关。
严格平稳：概率密度函数与时间无关。
3者关系 广义平稳是n=2的n阶平稳； 严格平稳一定广义平稳，反之则不一定；
等价
2. 0 时，自相关函数退化为二阶矩
Rxx(0)E{x(t)2}
3. 0时，协方差函数退化为方差 Cx(x0)Rx(x0)x2
4. R* xx()Rxx() 5. C* xx()Cxx() 6. C x(x)C x(x 0),
R* xy()Ryx()
白噪声
互功率谱密度
定义
P x(yf) Cx(y )ej2fd
互功率谱的实部称为同相谱，虚部称为正交谱。
相干函数
定义 C(f) Pxy(f)
特点

现代信号处理讲义讲义

现代信号处理讲义讲义
信号S 噪声G
子空间：向量组 a1, ,ap 的线性组合的集合，称为 a1, ,ap 张成的空间。
p
span a1, ,a p close a1, ,a p ja j , j C
j1
信号子空间： span s1, ,sp span u1, ,up 噪声子空间： span g1, ,g p span up1, ,um
J (w) 0
w*
wopt Rxx1a(k )
又
wH opt
a(k
)
1
aH
(k
)wopt
，代入上式
aH
(k
1
)R xx1a( k
)
wopt
Rxx1a(k ) aH (k )Rxx1a(k )
最佳滤波器
由Capon提出，称为最小方差无畸变(MVDR)波束形成器
MVDR: minimum variance distortionless response
期望信号 干扰信号 加性噪声
E z(n) 2 lim 1 N z(n) 2 wH E x(n)xH (n) w
N N
n1
E sk (n) 2 wH a(k ) 2 p E si (n) 2 wH a(i ) 2 2 w 2 i 1,i k
wH a(k ) 1
(波束形成条件)
现代信号处理讲义
3.5 MUSIC方法
1. 阵列信号处理问题 2. 最优波束形成器 3. 子空间方法 4. MUSIC方法 5. 改进的MUSIC方法
3.5 MUSIC方法
MUSIC: Multiple Signal Classification 1. 阵列信号处理问题 (array signal processing)

6章现代无线通信信号处理技术解析PPT课件

6章现代无线通信信号处理技术解析PPT课件
• 本章首先介绍无线信道的特点、噪声与无线电通信干扰， • 然后介绍自适应均衡技术、多用户检测技术和宽带无线通
信信号处理技术，最后讨论无线通信系统中的电磁兼容技 术。
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
无线电波传播
• 频率从几十赫兹到3000GHz频谱范围的电磁波称为无线电 波。发射天线或自然辐射源所辐射的无线电波，在媒质( 如地表、地球大气层或宇宙空间等)中的传播过程就称为 无线电波传播。
• (2)对流层电波传播。无线电波在低空大气 层——对流层中的传播就称为对流层电波 传播。按传播机制区分，又可分为视距传
播和散射传播两种。
•
1)视距传播。当收、发天线架设高度
较高(远大于波长)，电波直接从发射天线
传播至接收点(有时有反射波到达)，亦称
为直射波传播。主要用于微波中继通信、
甚高频和超高频广播、电视、雷达等业务
• 根据不同频段的电波在媒质中传播的物理过程，可将电波 传播方式分类为：
• (1)地波传播 • (2)对流层电波传播(视距、散射传播) • (3)电离层电波传播(反射、散射、流星电离余迹散射传播
)
• (4)地—电离层波导传播 • (5)外大气层及行星际空间电波传播
电磁场与电磁波—6章现代无线 通信信号处理技术
Variant Filter Channel），信号通过无线信道后的接收
信号为
y (t) s(t) h (,t) n (t) h(;t)s(t)dn(t)
• 对多径信道
L
h(;t)ak(t)(k)
K1 L
y(t) ak(t)s(tk)n(t)
K1
• 无线信道的主要特点是:
• 开放信道，极易受干扰和噪声的影响；

信号分析与处理精品PPT

信号分析与处理精品PPT
*
*
*
1.２ 信号表示
信号既是一个函数，因此在数学上可以表示为一个或几个独立变量的函数，亦可以用图形表示。 客观存在的信号是实数，但为了便于进行数学上的分析和处理，经常用复数或矢量形式表示。如 x(t) = Acos(1t + ) 对应的复数形式 s(t) = Ae j(1t + ) x(t) = Re[s(t)] 又如彩色电视信号是由红(r) 、绿(g)、蓝(b) 三个基色以不同比例合成的结果，可用矢量来描述：
x(t)
t
t
x(t)
频限信号是信号在频率域内只占具有限的带宽（f1, f2） ，在这个带宽之外，信号恒等于零。例如理想低通滤波器、正弦信号等。
*
时、频域间普遍存在着对称性关系，频限对应时域无限，时限对应频域无限。
X()
c
-c
X()
0
-0
*
1.4 信号分析、信号处理
*
A图为窦性心动过速
B图为窦性心动过慢
*
信号中包含着人们未知的信息，但取得了信号不等于就获取了信息，必须对信号做进一步的分析与处理才能从信号中提取所需要信息。
所以说信号是便于传载信息的物理形式。 a) 信号是物理量或函数。 b) 信号中包含着信息，是信息的载体。 c) 信号≠信息，必须对信号进行分析和处理后，才能提取出信息。
*
又如图像信号处理正是利用数字计算机具有庞大的存储单元及复杂的运算功能才得已实现。 2. 灵活性 对模拟系统而言，它的性能取决于构成它的一些元件的参数，如欲改变其性能就必须改变这些硬件参数，重新构成新系统。对数字系统而言，系统的性能主要取决于系统的设置及其运算规则或程序，因此只要改变输入系统存储器的数据或改变运算程序，即能得到具有不同性能的系统，丝毫不会带来困难，具有高度的灵活性。 3. 精度高 模拟系统的精度主要取决于元器件的精度，一般模拟器件的精度达到10-3已很不易。而数字系统的精度主要取决于字长，16位字长可达10-4以上。

现代信号处理第5章

现代信号处理第5章

相互正交，即V j ⊥W j 。j 0 V，0 尺度函数(t) 与W 0 小波函数 (t ) 正交,内
积
( t l),( t k ) ( k l)
Vj Wj
反复使用式(L 52 .2(.R 11)) 和 关 系W 1⊥ W 0， W 得1 到 小 波 逼j 近Z W 空j间表达式
空间 V，j j（Z 代表V分j 辨率为 的多分2 j辨分析子空间）
W
是 j
V在j
中V 的j 1 正交补空间。这些子空间具有以下性质：
1) 一致单调性： V 1 V 0 V 1 ;(5.2.7)
性质1)表明分辨率为 2 j1 的子空间 V j 1 中的逼近信号包含了分辨率为 2 j 的 子空间V j 的信息以及分辨率低于 2 j 的所有信息。这也称为因果性质。
对信号 x(t ) 进行小波变换相当于通过小波的尺度因子和时移 因子变化去观察信号。
c
c′
t
d′
d
时宽减小（频宽增大）
尺
度 时宽增大（频宽减小）
a 平 移b
小波变换的局部化是变化的，在高频处时间分辨率高，频 率分辨率低；在低频处时间分辨率低，频率分辨率高，即 具有“变焦”的性质，也就是具有自适应窗的性质。
机械工程学院机自所动态室
2
第五章 非平稳信号处理方法
5.1 短时傅里叶变换 5.2 小波变换 5.3 小波包信号分解与频带能量监测 5.4 工程应用
2019/9/17
机械工程学院机自所动态室
3
第五章 非平稳信号处理方法
5.1 短时傅里叶变换 5.2 小波变换 5.3 小波包信号分解与频带能量监测 5.4 工程应用
h(t-τ)

现代信号处理的理论和方法》Chapter1PPT课件

现代信号处理的理论和方法》Chapter1PPT课件
这样，表示v0(n)， v1(n)所需bit数是20fs/2= 10fs。比原来的 16fs，bit数下降了近40%。
信号的多分辨率分析
对频带的不均匀剖分产生了不同的时间、频率分辨 率，对快变信号需要好的时间分辨率，对慢变信号 需要好的频率分辨率。
d1(n)
H1(z)
↓2
x(n)
d2(n)
a1(n)
现代信号处理的理论与方法
预修课程
概率论与数理统计 信号与系统 数字信号处理 随机过程
课程特点及主要内容
以平稳随机信号处理技术为基础，主要讲授 现代数字信号处理的新理论和新技术。
非平稳随机信号的处理方法； 非高斯信号处理方法； 多抽样率信号处理技术； 盲信号处理技术
成绩评定
课堂作业 40% 闭卷考试 60%
盲源分离、盲均衡、盲系统辨识
第一章 信号分析基础
1.1 随机信号的统计描述 1.2 信号的时间和频率 1.3 信号的时间分辨率和频率分辨率 1.4 信号的时宽和带宽 1.5 信号的分解
1.1.1 信号的分类
信号的分类：
➢ 确定性信号 ➢ 随机信号：
✓ 平稳随机信号 ✓ 非平稳随机信号
1.1.2 随机信号的统计描述
➢均值、均方值和方差：
mx(n)E[X(n)] x(n)pXn(x,n)dx
Dx2(n)E[ X(n)2]
1、高阶统计和高阶谱方法
功率谱只揭示了该随机序列的幅度信息，而 没有反映出其相位信息。要准确描述随机信 号，仅使用二阶统计量是不够的，还要使用 高阶统计量。
2、 时频分析技术
有效地克服了傅里叶变换存在的不足
FT
X(j )x(t),ej t
X (t, ) x(t),t,
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现代信号处理新方法
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利