數(shù)字信號處理的發(fā)展與應用

摘 要：隨著我國科學技術(shù)的迅速發(fā)展，我國的數(shù)字信號處理技術(shù)經(jīng)過不斷改進和完善，被廣泛應用到人們的生產(chǎn)生活中。本文就熟悉信號處理技術(shù)的發(fā)展歷程進行分析研究，同時對數(shù)字信號處理技術(shù)的應用情況進行介紹，最后實現(xiàn)對我國信號處理技術(shù)未來發(fā)展的展望和預測。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理技術(shù)；發(fā)展歷程；應用

中圖分類號：TN911.72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0086-01

目前，我國數(shù)字信號處理技術(shù)不斷應用到數(shù)據(jù)信號處理中來，對數(shù)據(jù)信號處理技術(shù)的發(fā)展與應用進行研究符合我國數(shù)字信息處理技術(shù)發(fā)展的需要。

一、數(shù)字信號概述

（一）數(shù)字信號處理技術(shù)的含義。數(shù)字信號處理技術(shù)（英文稱Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理技術(shù)）是指通過采用數(shù)字信號芯片，以數(shù)字計算的方式對信號進行分析和處理的技術(shù)，數(shù)字信號處理技術(shù)具有處理速度快、運作靈活，處理結(jié)果準確和抗干擾能力強的特點。數(shù)字處理信號技術(shù)的應用和發(fā)展，受硬件、算法和理論三方面的影響。其中硬件是指用大規(guī)模的集成電路實現(xiàn)通用和專用芯片，芯片的運算速度快了，價格也在大幅度的降低。在數(shù)字處理信號技術(shù)中，算法種類非常豐富，如壓縮和編碼、信號的解調(diào)加密、噪聲的消除等。

（二）數(shù)字信號處理技術(shù)的特點。處理范圍廣，數(shù)字信號的處理范圍要比傳統(tǒng)模擬信號的處理范圍大，處理范圍增大會使數(shù)字信號處理技術(shù)的精度更高。不易產(chǎn)生噪聲，數(shù)字信號處理技術(shù)在進行信號處理時只受到量化誤差和有限字長的影響，所以處理過程中不易產(chǎn)生噪聲。處理速度快，數(shù)字信號處理技術(shù)可以對數(shù)據(jù)進行分組快速的處理，而且可以對系統(tǒng)參量和處理方式進行改變，實現(xiàn)對信號的快速處理。

二、數(shù)字信號的發(fā)展歷程

上個世紀七十年代，數(shù)字信號處理技術(shù)是在數(shù)字濾波和快速富立葉變換的基礎(chǔ)上進行的，整個數(shù)字信號處理系統(tǒng)是有多個集成電路組成，有些系統(tǒng)是運用計算機編程實現(xiàn)數(shù)字信號處理的功能，不過在七十年代計算機的運行速度和存儲能力都受到限制，一般只有在醫(yī)療、生物、物理等信號處理方面使用[1]。上個世紀八十年代，數(shù)字信號處理技術(shù)有了快速發(fā)展，數(shù)字信號的理論和技術(shù)轉(zhuǎn)變成FFT（即快速富立葉變換）為主體信息處理階段，通用數(shù)字信號處理芯片被廣泛使用，但是數(shù)字信號處理芯片價格昂貴，一般公司很難承擔。到了九十年代，數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展速度十分驚人，數(shù)字信號的理論和技術(shù)發(fā)展成為非線性編輯的為代表的信號處理階段，能夠用高速的數(shù)字信號處理技術(shù)提取到更多的信息，硬件運用高速的數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠及時的完成巨大的運算量。

三、數(shù)字信號的應用

（一）數(shù)字電視。1983年德國ITT公司研制出了數(shù)字信號處理2000系列芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)對電視信號的數(shù)字化處理，在當時這類電視機被稱為數(shù)字電視機，1995年該公司又推出了2001系列芯片，芯片的數(shù)據(jù)處理性能有所改進，但是這個時期的電視機使用的信號仍然是模擬信號，1992年英國MAK公司研制出了高清電視機，提出了視頻信號和音頻信號用數(shù)字信號處理技術(shù)進行壓縮編碼，傳輸信道用調(diào)制和糾錯技術(shù)，從此數(shù)字電視機廣泛使用。1995年11月20日，美國電信委員會批準了ATSC格式的數(shù)字電視標準；1997年5月開始了用數(shù)字電視進行廣播；美國于2005年停止以模擬信號進行廣播，全部采用數(shù)字信號進行電視廣播。歐洲發(fā)展數(shù)字電視的DVB計劃也積極進行，1997年4月，英國開始使用數(shù)字信號進行廣播。到了2000年歐洲各國已開始衛(wèi)星數(shù)字電視廣播。日本于2005年開始數(shù)字電視地面廣播。2001年我國開始引進美國BBQ公司的設(shè)備，先后在全國多個省區(qū)使用MPEG-2壓縮技術(shù)進行衛(wèi)星數(shù)字電視廣播，我國的數(shù)字電視廣播正在迅速普及[2]。

（二）數(shù)字化音響設(shè)備。早期的唱片是根據(jù)聲音進行模擬振動形成音槽紋道而制成的。錄音機是用磁頭在磁帶上進行模擬信號記錄。1985年CD盤問世，人們開始用磁盤記錄數(shù)字信號，從此數(shù)字信號處理技術(shù)取代了模擬信號處理技術(shù)，使人們能夠享受高質(zhì)量的數(shù)字錄音。

（三）數(shù)字化的電腦。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和全球信息化浪潮的推動，目前有眾多廠商適應了未來家庭網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化的消費潮流，推出了信息家庭化產(chǎn)品，其中電腦電視（PC-TV）就是引人注目的一種數(shù)字化產(chǎn)品。PC-TV是以PC為主流配置又能收看電視、能用遙控鍵盤或鼠標進行PC操作，具有高速回放MPEG-1或MPEG-2的圖像，采用帶視頻輸出的顯示卡，把VGA信號變成視頻信號，兼容普通電視機和PC的顯示器。另一種新的信息化家電，稱為電視電腦（TVB）也稱電視腦，在PC-TV的配置基礎(chǔ)上，采用先進的電子硬盤及系統(tǒng)集成技術(shù)，使其具有無軟件故障、不怕病毒、操作簡單、成本較低等優(yōu)點，為家庭提供了通過電視機瀏覽Internet的方便途徑，并兼有CD、VCD、CD-ROM等多項娛樂功能。我國有5000萬臺電視機，若有條件配上TVB，投資不大而增加了電腦功能，可能會有巨大市場[3]。

四、結(jié)束語

我國的數(shù)字信號處理技術(shù)，隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，也進步很快。目前，我國的數(shù)字信號處理技術(shù)還處在發(fā)展時期，從軍用到民用，在計算機、通信和消費電子領(lǐng)域也已開始了一場以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化變革，國內(nèi)已有許多單位在應用數(shù)字信號處理技術(shù)方面取得了初步的成果，國內(nèi)也有自行研制的數(shù)字信號處理技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)上市，還出現(xiàn)了數(shù)字信號處理技術(shù)培訓中心，這些都對推動國內(nèi)數(shù)字信號處理技術(shù)時代到來做出了重要貢獻。我國的數(shù)字信號處理技術(shù)，在芯片研制方面與歐美芯片研制技術(shù)差距很大，國外不斷進行芯片的更新，我國可以選擇新技術(shù)應用，給我國數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展提供了優(yōu)良的硬件條件。我國應加快形成自己的數(shù)字信號處理技術(shù)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心，我國的數(shù)字信號處理技術(shù)將有更廣闊的市場和發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]李海峰.數(shù)字信號處理的發(fā)展與運用前景分析[J].信息與電腦（理論版），2013（02）：131-132.

[2]周鵬.面向無線通信數(shù)字信號處理的微處理器設(shè)計[D].電子科技大學，2013.

[3]孫金林.數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展與思考[J].赤峰學院學報（科學教育版），2011（09）：104-105.

[作者簡介]苗燦（1992-），男，本科在讀，電子信息專業(yè)。