數字信號處理技術的未來趨勢研究

周宇虹

（天津職業技術師范大學,天津 300222）

0 前言

近些年以來，信息通訊和計算機以及機械裝備等方面的信號處理技術運用比較廣泛，而數字信號技術處理技術手段逐漸呈現出多元化的發展趨勢。從某個方面上看，數字信號處理技術是建立在多種學科之上的科學技術，例如在數學領域、航空領域和電子領域等各個方面都有所運用。正是由于數字信號處理技術具有高度的靈活性和可編程性和低功耗等特點，并且在圖像、圖形、語言等方面發揮著越來越重要的作用，所以，數字信號處理技術的運用前景是非常廣闊的。并且隨著技術成本控制的不斷降低，數字信號處理技術在很多方面都得到廣泛運用。

1 數字信號處理技術的運用分析

在自然界中，我們通常都會接觸到各種各樣的信息和信號，而這些信息和信號都是通過傳感器逐漸轉化為電信號，例如，聲音、語言和音樂可以通過傳聲器轉化為音頻信號，人造衛星上可以利用遙感技術監控地面上的各種山河、地貌和地面建筑等各個方面的信息，或者是利用雷達和聲吶能夠進一步檢測遠方的飛機和運行速度等各種信息[1]。總的來說，在現代社會的發展過程中，信息和信號都與國家經濟建設有著密切的關系，從而使得數字信號技術的運用范圍不斷擴大，在現實生活中的運用方面有很多例子，例如通用信號處理中的FFT，Hilbert變換等方面具有深入運用，在圖形圖像方面，可以在二三維圖形變換以及處理，機器視覺和電子地圖等方面進行運用，而這些都是數字信號處理技術在現實生活中的具體運用。

2 數字信號處理技術在媒體通信的運用

在傳媒傳播方面，多媒體是利用傳統的模擬視頻信號和聲音信號實現數據信號的傳輸。視頻和聲音信號傳輸都必須要依靠數字化信號處理才能實現傳輸的安全。同時也會產生大量的數據，而這些數據都是依靠高性能的DSP來進一步降低存儲空間和傳輸的要求。并且需要對視頻信號和聲音信號進行編碼和彩色空間之間的轉換等，從另外一個方面看，網絡電話也是基于數字信號處理技術方面的運用，通過模擬語言信號的處理，逐漸轉變為在IP網址上傳輸的IP數據包。那么，在這一過程中必須要對數字進行編碼和轉換，之后可以通過專門的芯片進行壓縮，從而形成一個較為完整的IP數據包傳送過去，又如在IP電話中，利用IP電話中的DSP技術進行語音解碼，這樣就可以極大提高語音質量，極大降低存儲空間的要求，并進一步實現對壓縮對帶寬的需要，可以說，DSP技術在進行語音壓縮、解碼等方面起著至關重要的作用[2]。

DSP技術是現代化的通信技術之一，所以，在未來的通信技術方面要切實注重對數字信號處理技術發展的有效運用，從而可以將各種通信體制互相連成一個高度整合的系統，可以讓人們逐漸擺脫終端的束縛，給人們的生活方式和思維方式帶來質的飛躍。

3 數字信號處理技術在家電方面的運用

總的來說，DSP技術是擅長數學運算方面，對于嵌入式DSP電機控制芯片可以把DSP內核和一些功能性較強的控制外設集成到一個芯片上，這樣就能夠很快地將DSP作為一個計算主機，并且可以利用各種技術模板提高電機的控制帶寬，而這種低成本控制也可以實現無傳感器的算法，所以要能夠盡量控制好交流感應的應電動機，或者是可以利用電流傳感的方式來進行操作，這些計算能力和優化的外設可以輕易完成各種不同功能的要求。另外，在不增加控制器本錢的控制下，盡量滿足某些特別的技術性要求。可以說，新信息經濟將會帶來一個全新的時代，也就是意味著更多的數字信息將會直接涌入到平常的生活中去，例如是家庭的冰箱就是一個很好的例子，嵌入式的DSP技術可以在電器和控制器之間建立良好的通信，DSP技術可以將計算引擎和先進的外設集成有效地融合成整體，從而可以提供一個較為有效的單片的解決方案，所以對我們來說，不斷優化的外設可以極大提高數字信號處理的速度，可以為人們提供更加靈活多變的控制特點，優化數字信號處理技術在家庭中的運用環節。

4 基于DSP技術的未來發展趨勢分析

DSP芯片在可以是DSP技術研發的主攻方向。為此，我們就需要對DSP技術性結構進行分析，針對DSP技術的運用范圍進行改造和升級，在一方面，多通道結構、超標量結構和超流水結構以及多線程等這些方面都在新的高性能處理器中占據了主要的地位。而可編程的DSP給生產廠商提供多元化的選擇，從而可以開發出不同型號的系列產品，以便滿足不同客戶的需求。

DSP技術要能夠追求更高的運算速度，同時要達到降低功能的損耗要求。在現代化的社會中，電子設備的個性化和客戶化的發展趨勢將會給數字信號處理技術帶來全新的革命浪潮，也就是意味著DSP技術必須要追求更加高速的運轉速度，這樣才能跟上時代發展的腳步。與此同時，DSP技術同樣對低功耗和尺寸提出更高的要求。為此，DSP技術亟需改進芯片的各種結構，所以在DSP技術的運算速度的精準化和功耗幾何尺寸的進一步降低是完全有可能的。同時，也要對DSP技術進行定點設計，從目前的數字化信號處理技術的發展研究，雖然負電DSP的運算精度和動態范圍相對來說比較廣泛，但是DSP器件的購買成本上還是比較低，對所存儲的要求和耗電量都是比較低的，所以，在可編程的DSP器件是市場上的主流產品，今后的DSP發展對于數字信號處理技術具有重大的意義。

5 結語

從目前數字信號處理技術的發展研究上看，隨著DSP芯片不斷升級優化，DSP芯片構造必將會成為當今和未來數字信號處理技術發展的一大看點，并且隨著DSP芯片制造成本的不斷降低和生產技術的不斷更新，數字信號處理技術在各個領域范圍內的運用將會變得更加廣泛。

[1]李悅,劉銀輝,趙航.發展性課程評價在“數字信號處理”課程中的應用與實踐[J].吉林工程技術師范學院學報,2014(04).

[2]孫金林.數字信號處理技術的發展與思考[J].赤峰學院學報(科學教育版),2011(05).