1.2 数字信号处理的内容与特点

1.2.1 数字信号处理的内容

数字信号处理涉及的内容非常广泛，数字信号处理主要包括如下内容。

（1）离散线性时不变系统理论。包括时域、频域、各种变换域。

（2）频谱分析。快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）谱分析方法及统计分析方法，也包括有限字长效应谱分析。

（3）数字滤波器设计及滤波过程的实现（包括有限字长效应）。

（4）时频-信号分析（短时傅氏变换，Short Fourier Transform），小波变换（Wavelet Analysis），Wigner Distribution。

（5）多维信号处理（压缩与编码及其在多煤体中的应用）。

（6）非线性信号处理。

（7）随机信号处理。

（8）模式识别人工神经网络。

（9）信号处理单片机（DSP）及各种专用芯片（ASIC），信号处理系统实现。

本书是数字信号处理的入门教材，只涉及数字信号处理的基础部分内容：离散线性信号与系统（时域、变换域）、离散变换快速算法、数字滤波技术、数字信号处理的实现等。

1.2.2 数字信号处理的特点

数字信号处理具有以下特点。

（1）数字信号精度高。模拟电路中元器件精度达到 10－3以上都不容易，而数字系统只要17 位字长精度就可以达到10－5。基于离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）的数字频谱分析仪的幅度精度和频率分辨率远高于模拟频谱仪。

（2）数字信号处理灵活性强。数字信号处理采用数字系统，其性能取决于数字运算的系数。数字系统的系数调整比模拟系统调整参数方便。

（3）数字信号处理可以实现模拟信号难以实现的特性。例如，可以设计线性相位滤波器，可以通过存储实现延时，通过压缩减少数据量。

（4）数字信号处理可以实现多维信号处理。不但可以处理语音等信号，还可以处理图像、视频等高维信号。

当然，数字信号处理也存在缺点：需要模拟接口等增加了系统复杂性；由于取样定理的约束，其应用的频率受到限制；功耗大。