智能化信號信息處理技術(shù)的發(fā)展與展望

申毅

摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。人們的日常生活也因?yàn)榭萍嫉陌l(fā)展發(fā)生了巨大變化，工作效率也得到了很大提升。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，智能化信號信息處理技術(shù)的發(fā)展得到越來越多人的關(guān)注。本文將介紹當(dāng)下的智能化信號信息處理技術(shù)的發(fā)展趨勢以及未來展望。

關(guān)鍵詞：智能；信號處理；電子系統(tǒng)

中圖分類號：TN911.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）10-0231-02

計(jì)算機(jī)的普及以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們的生活得到了諸多便捷，工作效率也得到了提高。同時(shí)信號信息處理技術(shù)也有著飛速的發(fā)展，而在信號信息處理技術(shù)發(fā)展的三十多年來，先后經(jīng)歷了諸多階段，由于其發(fā)展對信息技術(shù)領(lǐng)域有著多方面的促進(jìn)作用，因此越來越受到廣泛關(guān)注。

1 信號信息處理技術(shù)發(fā)展形勢與趨向

在信號信息處理技術(shù)發(fā)展的三十多年來，先后經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。1）模擬信號處理階段。模擬信號處理主要是對信號進(jìn)行簡單的濾波、延時(shí)、存儲(chǔ)、運(yùn)算等操作。2）簡單數(shù)字信號處理階段。此階段主要進(jìn)行中、小規(guī)模集成電路、數(shù)字運(yùn)算器等的研究。3）可編程數(shù)字信號處理階段。此時(shí)已經(jīng)能夠使用軟件進(jìn)行多種多樣的信號處理運(yùn)算工作，并且能夠使用數(shù)字信號處理芯片。4）并行處理階段。在此階段，就能夠使用脈動(dòng)陣、波前陣以及并行處理大規(guī)模的集成芯片，例如標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的T800芯片。

現(xiàn)代化的信息技術(shù)，簡單來說就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)來提取各種傳感器發(fā)出的有用信息，之后對信息進(jìn)行儲(chǔ)存、輸出、處理、識別等工作。此時(shí)人們對于智能化的生物處理系統(tǒng)的青睞程度日益提高。對非線性、模糊性信息的處理也將成為長久以來人們的研究方向，其研究成果也將很大程度上影響國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們的日常生活，這也就意味著，信號信息處理技術(shù)的發(fā)展趨勢將會(huì)是智能化的方向。

2 信號信息處理技術(shù)的發(fā)展模式

2.1 信號信息處理基本技術(shù)

在信號信息處理技術(shù)發(fā)展的三十多年里，可以發(fā)現(xiàn)信號信息處理技術(shù)是和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相連的。如果只針對信號信息處理技術(shù)中的計(jì)算深度來看，信號信息處理技術(shù)廣泛涉及到計(jì)算機(jī)運(yùn)算所使用的算數(shù)計(jì)數(shù)、邏輯計(jì)算、符合計(jì)算、模糊計(jì)算、神經(jīng)計(jì)算以及進(jìn)化計(jì)算等。這些運(yùn)算方法也是信號信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)所在。

2.2 繼承性發(fā)展

信號信息處理技術(shù)的繼承性發(fā)展模式可以通過X光圖像處理來深入理解。在十九世紀(jì)末期，德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線。這一重大發(fā)現(xiàn)，改變了醫(yī)學(xué)診斷方式，并且很快的運(yùn)用到了無損探傷之中。在那個(gè)時(shí)代的X射線處理技術(shù)還比較落后，是使用簡單的電子濾波器和膠片感光攝像，之后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)使得拍攝的影像得以清晰的展現(xiàn)。1974年，英國工程師亨斯菲爾德有提出了不使用數(shù)學(xué)解析的方法，直接使用高速計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的反投影CT理論，使得X射線的圖像處理能夠更快捷。以上可以看出，在信號信息處理技術(shù)的發(fā)展歷程中，后人往往能夠在先前科技的基礎(chǔ)上，進(jìn)行完善和改進(jìn)，也就體現(xiàn)了信號信息處理技術(shù)的繼承性發(fā)展。

2.3 融合性發(fā)展

人體腦部對信息的處理能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速完成，但是生物本身基因的自然選擇確實(shí)一個(gè)非常漫長的過程。近年來，生物遺傳特性以及神經(jīng)計(jì)算特性已經(jīng)在信號信息處理技術(shù)中得到了引用。并且兩者的結(jié)合效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了簡單的加和效果，顯示出超越預(yù)期的性能。融合性發(fā)展技術(shù)，是使兩者組合技術(shù)有技巧的進(jìn)行拼合，達(dá)到超過原先性能兩倍以上效果的技術(shù)。模糊理論和神經(jīng)計(jì)算的結(jié)合主要呈現(xiàn)兩種形式。其一為主從結(jié)合。在這種模式里，模糊理論和神經(jīng)計(jì)算一種起到支配的作用，另外一種起到配合與輔助的作用。一種模式的運(yùn)算為另外一種模式提供特征數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而使后者表現(xiàn)出超乎尋常的性能。這種結(jié)合模式的使用較為普遍，例如在使用遺傳進(jìn)化算法來為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器選取特征的時(shí)候。第二種結(jié)合模式為協(xié)同結(jié)合。這種模式下，兩者技術(shù)同時(shí)發(fā)揮自身作用，而不表現(xiàn)出主從關(guān)系。這種模式可以運(yùn)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中用遺傳進(jìn)化算法來優(yōu)化權(quán)值，選取學(xué)習(xí)參數(shù)的時(shí)候。

3 智能化信號信息處理技術(shù)發(fā)展中的思考

3.1 人腦思維理論的滯后與大量工程應(yīng)用的迫切需求

智能化信號信息處理技術(shù)所表現(xiàn)出的智能化程度直接受到人們對大腦思維理解程度的影響。人們對自身大腦思維的理解也將是一個(gè)長期積累的過程，這就導(dǎo)致當(dāng)下信號信息處理技術(shù)的水平無法滿足大量工程應(yīng)用對智能化信號信息處理技術(shù)的需求。這種問題在駕駛員輔助系統(tǒng)以及多媒體文化信息處理中表現(xiàn)的尤為明顯。因此在社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，應(yīng)該提高對大腦認(rèn)知程度工作的重視程度，加強(qiáng)對大腦思維能力的研究工作，從而滿足工程應(yīng)用的需求，推進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。

3.2 綜合化高度集中處理趨勢

在當(dāng)今社會(huì)中，信號信息處理技術(shù)所面對的處理信息任務(wù)相當(dāng)繁重，聲音、圖像、文字、符號等信息都需要同時(shí)進(jìn)行信息處理和計(jì)算。多種信息類型的融合也加大了信號信息處理工作的復(fù)雜程度。例如在駕駛員輔助系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身要完成數(shù)據(jù)總線傳入的多方面信息進(jìn)行同時(shí)處理，快速選取其中的有用部分，并做出及時(shí)的反映輸出。現(xiàn)代生活中涉及到的各種多媒體信息技術(shù)都呈現(xiàn)出這種趨勢，要求其本身能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行集中處理。另一方面，高速信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到迅速普及，VLSI處理器的使用以及并行處理技術(shù)在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用，也極大的推進(jìn)的集中處理技術(shù)的發(fā)展。

3.3 高速信息通信網(wǎng)絡(luò)的積極作用

高速信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是人類社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，高速信息網(wǎng)絡(luò)能夠使距離遙遠(yuǎn)的人們完成信息的無障礙傳輸，并且達(dá)到了零時(shí)間差的突破，對人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)體制以及人們的日常生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在國際合作與學(xué)術(shù)交流方面，大大減少了信息交流的周期時(shí)間，提高信息傳輸速度的同時(shí)，也就提高了學(xué)術(shù)交流的效率。但是另一方面，高速信息網(wǎng)絡(luò)也存在著諸如智能技術(shù)不足等問題，解決此類問題，能夠加速高速信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建工作，為人們生活提高更多便利。

4 結(jié)語

綜上所述，在信號信息處理技術(shù)飛速發(fā)展的三十多年里，已經(jīng)有了重要突破，并且信號信息處理技術(shù)具有多種發(fā)展模式，例如繼承性發(fā)展以及融合性發(fā)展。而未來的信號信息處理技術(shù)發(fā)展趨勢也必將是高度智能化。針對智能化信號信息處理技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的問題，做出合理解決對策，加速智能化信號信息處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，讓人們生活享受到等多便捷。

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