新時(shí)期數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

秦川

[摘 要]新時(shí)期我國科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步，原先一些非常先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在人們生活、工作中，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)就是其中的顯著代表。在現(xiàn)如今這個(gè)數(shù)字化的時(shí)代，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的重要性是不言而喻的，它是一種將模擬信息轉(zhuǎn)為數(shù)字信息的重要技術(shù)。本文主要在分析數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，闡述了該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行展望。

[關(guān)鍵詞]技術(shù)特點(diǎn) 應(yīng)用領(lǐng)域 未來發(fā)展

中圖分類號(hào)：TN 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）11-0240-01

引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，計(jì)算機(jī)、通訊以及汽車等行業(yè)涉及的范圍也越來越廣，這也成為促進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)不斷發(fā)展完善的原因之一。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以將模擬信息轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信息，而為了將該技術(shù)的功能徹底發(fā)揮出來，出現(xiàn)了處理器或芯片之類的DPS。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)從更大的角度來說，包括軟硬件技術(shù)等這些具有極強(qiáng)實(shí)用性的理論性應(yīng)用技術(shù)。本文中筆者主要探討數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。

1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的重要性

遍觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程不難發(fā)現(xiàn)，新技術(shù)對(duì)各行業(yè)發(fā)展具有極大地推動(dòng)作用，有時(shí)一個(gè)新技術(shù)的出現(xiàn)甚至能顛覆一個(gè)行業(yè)。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)雖說不能達(dá)到顛覆某個(gè)行業(yè)的程度，但也能促進(jìn)多個(gè)行業(yè)出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的變化。再加上該技術(shù)不斷發(fā)展完善，銷售價(jià)格隨著時(shí)間推移不斷降低，行業(yè)間也形成新標(biāo)準(zhǔn)的趨勢[1]。這不但會(huì)給電子產(chǎn)品行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，也能有效促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)具有靈活性、適應(yīng)性以及穩(wěn)定性等特點(diǎn)。該技術(shù)最主要的作用就是通過提取和變換數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)變成為人或機(jī)器可以識(shí)別的形式。最早時(shí)期該技術(shù)采用的是模擬處理的方法，但這種方法存在很多缺點(diǎn)：修改參數(shù)極為困難、對(duì)周圍環(huán)境敏感度極低等。所以在使用不久后就逐漸被淘汰了。

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的之所以有上述特點(diǎn)，這是因?yàn)楝F(xiàn)如今的技術(shù)主要采用二值邏輯，在二值邏輯影響下，該技術(shù)可以適應(yīng)周圍環(huán)境濕度、溫度以及電路噪聲等因素的影響；不會(huì)因?yàn)樽兓斐呻娐愤壿嫷姆D(zhuǎn)；甚至可以直接用軟件修改參數(shù)。隨著芯片技術(shù)的發(fā)展完善，也給數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)帶來更大的變化，集成電路上則表現(xiàn)為高集成度、強(qiáng)處理能力等優(yōu)勢[2]。加上數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)采用的處理方法是數(shù)字，這就意味著可以通過數(shù)字濾波形式剔出復(fù)雜信號(hào)的干擾，減少信號(hào)采集中的多余成分；為了識(shí)別和分析某一信號(hào)里的分量，還可以將分離出的多個(gè)信息碎片按照某種要求結(jié)合起來。

3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

目前數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，在很多行業(yè)都有該技術(shù)的滲透及應(yīng)用，接下來筆者分析該技術(shù)應(yīng)用較為深入的幾個(gè)方面。

3.1 應(yīng)用于短波通信領(lǐng)域

在短波通信領(lǐng)域中，主要是在信道掃描、信道探測、自適應(yīng)呼叫、音頻信號(hào)處理、靜態(tài)信號(hào)傳輸和傳真等等方面的應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在短波通信的應(yīng)用上通過對(duì)前端信號(hào)進(jìn)行模擬和處理，在對(duì)中頻的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，最后輸出的是音頻信號(hào)、AGC控制信號(hào)和數(shù)字量化基帶信號(hào)這三種主要信號(hào)的過程[3]。音頻信號(hào)這個(gè)信息可以直接提供給終端的用戶；而AGC控制信號(hào)可以提供給終端設(shè)備，可以避免模擬信號(hào)量化后引起噪聲，也可以反映到模擬前端的放大器信號(hào)的增益與數(shù)字量的基帶信號(hào)，這樣可以進(jìn)行波形分析和頻譜的分析。

3.2 應(yīng)用于測量儀器領(lǐng)域

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在儀器儀表的領(lǐng)域當(dāng)中也有著應(yīng)用，在測試儀器和測量儀器的領(lǐng)域已經(jīng)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)有了應(yīng)用，并且在高檔單片機(jī)有著被取代的取向，把數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在開發(fā)測量儀表以及測試儀器當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用能夠有效的對(duì)產(chǎn)品的檔次得以提高，在最新的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的內(nèi)在資源較為豐富，這樣就能夠使得儀器儀表上的硬件電路得以簡化，從而在精度以及指標(biāo)方面得以實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)芯片對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)掘也能夠在很大的程度上對(duì)其指標(biāo)含量得以有效的提高[4]。

3.3 應(yīng)用于圖形圖像領(lǐng)域

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)還廣泛運(yùn)用于圖形圖形的處理上。通過對(duì)圖像的壓縮，可以研究月球的地表，可以對(duì)氣象云圖進(jìn)行分析，還可以研究宇宙星體的構(gòu)成等等方面。還可以根據(jù)圖像處理的特點(diǎn)，對(duì)圖像進(jìn)行壓縮、識(shí)別、編碼、分割、重建等等。它主要是在高品位的衛(wèi)星廣播以及有線電視等方面的應(yīng)用[5-6]。在DVD當(dāng)中的活動(dòng)圖像壓縮以及解壓技術(shù)和所用MPEG2編碼和譯碼器也有著相應(yīng)的應(yīng)用。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用下在處理信息的功能以及速度上有了很大的提高，這些活動(dòng)影像的解壓技術(shù)正在科技的不斷進(jìn)步中快速的發(fā)展進(jìn)步。

3.4 應(yīng)用于其他一些領(lǐng)域

隨著科技的發(fā)展，在汽車領(lǐng)域也不斷利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。主要的應(yīng)用方面是在紅外線和毫米雷達(dá)裝備。利用信號(hào)處理器處理圖形數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行安全的分析，這樣可以保證駕駛的安全性等。還可以對(duì)語言信號(hào)進(jìn)行處理，這包括語言的識(shí)別、語言的理解、語言合成、語言壓縮等等，為智能計(jì)算機(jī)的發(fā)展提供基礎(chǔ)；可以對(duì)調(diào)制解調(diào)器領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，主要是作為多媒體信息處理系統(tǒng)和通信聯(lián)系的紐帶，實(shí)現(xiàn)方便、快捷的連接；在對(duì)個(gè)人電腦的應(yīng)用方面，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以將MPEG與高速通信技術(shù)相連接，實(shí)現(xiàn)視頻和音頻的轉(zhuǎn)換，還可以根據(jù)用戶的喜好，研究出多功能、多樣式的DSP機(jī)；由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的性能和效果比較好，可以研制全新的數(shù)碼助聽器，為改善聽覺障礙人士的聽覺系統(tǒng)提供方便。

4 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

雖說目前數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為完善，但實(shí)際上還存在著極大地發(fā)展空間。目前專業(yè)人士對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究還不是很全面，加上數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)處于一個(gè)技術(shù)不斷革新的時(shí)代，研究的范圍也越來越廣。結(jié)合現(xiàn)如今的情況來判斷，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)會(huì)向著更高運(yùn)算速度、更小尺寸以及更低功耗的方向前進(jìn)。

目前數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的開發(fā)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到其技術(shù)極限，這就需要我們更客觀的審視其中的問題，相信在未來很長一段時(shí)間內(nèi)該技術(shù)都會(huì)是一個(gè)主流，SFMD也將會(huì)是被數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在新型的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的逐步改善的過程當(dāng)中代碼兼容性體現(xiàn)出的重要性也會(huì)愈加的顯著。同時(shí)在我國的科學(xué)創(chuàng)新的新發(fā)展時(shí)代，第二代的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)將會(huì)對(duì)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合，同時(shí)擴(kuò)大數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的存儲(chǔ)量，這樣也會(huì)在很大的程度上對(duì)其處理的速度以及精確度得以高效的提升。

結(jié)束語

數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在各行業(yè)應(yīng)用過程中不斷發(fā)揮著自己的作用，不過相信該技術(shù)還有更大的發(fā)展空間等著人們?nèi)ラ_發(fā)研究。相比于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)剛興起時(shí)的性能，目前該技術(shù)處理性能已經(jīng)增長了不止1500倍，從這個(gè)數(shù)據(jù)中不難發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Γ梢哉f未來很長一段時(shí)間內(nèi)該技術(shù)的主導(dǎo)地位不會(huì)發(fā)生改變。相信在未來的某一時(shí)間，具有更高運(yùn)算速度、更低功耗、更小體型的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)裝備會(huì)出現(xiàn)在人們視野中。

參考文獻(xiàn)

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