数字信号处理应用探索

史光曜 杨俊 袁进刚

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714075

摘要：随着计算机、信息技术的发展和进步，数字信号处理技术也得到了快速发展，并广泛应用在生活各个领域，给人们的生活带来了便利。本文主要阐述了数字信号处理技术的优点以及在全数字电视机、音箱设备、数码相机等方面的应用。

关键词：数字信号处理；信息技术；应用

数字信号处理简称DSP，就是将图片、声音、视频、文字等模拟信息转化为数字信息的过程。DSP处理中，通过数字方式对模拟信息识别、压缩处理、过滤，从而将其转化为计算机可识别的数字信息。在当今社会，信息技术渗透到社会各个领域，数字信号处理技术也广泛应用在各个领域。

一、数字信号处理优点

数字信号处理通过专用的数字信号芯片，这种数字信号芯片的运算速度非常快，每秒可到上亿次，以数字计算方式处理信号，处理速度快、计算精确、体积小。与传统的模拟信号处理方式，数字信号处理方式具有以下优点：第一，数字信号处理范围更广，具有更高的精度。第二，数字信号处理方式抗干扰能力强，数字信号处理只受量化误差和子长的影响，不受噪音的影响，可以对白噪声、多径干扰等进行优化处理。第三，灵活性强，不仅能够快速处理数字信息，而且还可以灵活改变系统参量和工作方式。

二、数字信号处理应用

随着计算机、电子技术、信息技术的发展，数字信息处理技术电视机、摄影机、电脑、音箱等各个领域得到了广泛应用，给人们的生活带来了很多便利。

（一）数字信号处理在全数字电视中的应用

德国ITT公司在1983年曾经推出了2000系列芯片，对模拟电视机的信号进行处理，十年后，ITT公司再次推出3000系列的芯片，这一类信号被当时定义为数字电视机，但是电视机接收的信号依然是传统的模拟信号，并不是真正意义上的数字电视机。直到1990年美国的GI公司推出的高清晰HDTV电视机，该电视机的视频信号、音频信号全部使用数字压缩，这也是真正意义上的全数字电视机。全数字电视机包括数字化演播室设备、传输设备、接收机。演播廳设备主要是把电视台内部信号转化为数字化的数据流，比如数字字幕机、数字编辑机和数字录像机；传输设备主要是地面电视发射广播设备、有线电视广播和卫星电视广播。接收机则是根据传输方式对应相应的接收机，主要有接收地面广播数字电视机、有线电视广播机顶盒和卫星数字电视广播综合接收解码器。随着技术的进步，目前已经有将三种合在一起成为多制式的全数字接收机。目前，美国、日本、德国、法国、英国等国家已经全面实行数字电视地面广播。我国目前大部分省市已经使用MPEG2压缩技术推行卫星数字电视广播，但是受到经费限制，我国地面数字电视广播还需要一定时间内才能实现数字化。

（二）数字信息处理技术在音箱设备中的应用

早期磁带或者唱片是根据声音的模拟震动，并形成一定的槽纹路径制作。录音机磁带的原理就是通过磁头在磁带上震动对声音进行模拟信号记录，从而记录声音。随着数字信号处理的发展，传统的磁带、唱片已经无法满足人们的需求。CD的出现则是数字技术取代模拟技术的表现，使得人们对声音的处理技术不再依赖声音模拟刻录。然而第一张CD盘应用5年以后，随后被DAT和MD盘取代。这种数字化的硬件内置快速存储转录器，可以不断录制30～60分钟，是一种数字化的音箱设备。

（三）数字信号处理技术在汽车中的应用

城镇化快速发展，城市汽车保有量不断增加，家庭拥有汽车的比例不断攀升，人们对汽车有更多需求，而这些都依托在数字信号处理技术。汽车电子系统的红外线、监控设备、雷达系统等都必须通过数字信号处理技术，才能有效的运转。比如汽车导航系统，摄像头拍摄视频以后，通过数字信号处理技术对图像进行过滤和处理，从而在汽车导航系统中显示出来，为司机的驾驶提供有力的保障。

（四）数字信号处理技术在电视电脑中的应用

随着数字技术和信息技术的发展，人们对电视的功能有了更多的要求，为了满足人们多元化家庭电视娱乐消费要求，不少电视机品牌供应商推出了电脑电视的数字产品，这种数字电视机具有电脑和电视机双重功能。它以电脑为主流配置系统，同时又具有看电视，玩游戏，通过鼠标对电脑进行操作，具有高速回放MPEG2图像的工，通过视频输出显卡，将VGA信号转化为视频信号。

（五）数字信号处理技术在数字照相机的应用

1990年第一台数码照相机诞生，经过二十多年的发展，数码照相机发展日新月异。数码照相机打破了传统照相机需要使用胶片的限制，将光敏半导体元件经过，A/D转换器、数字处理技术压缩，将图像资料保存在存储器中，通过照相机的屏幕可以删除不必要的图像资料，并连接计算机或者打印设备将图像资料打印出来，不需要传统计算机的暗室处理，操作非常方便。而数码照相机的核心技术就是数字信号处理技术，通过数字信号处理技术对图片进行优化、压缩处理，节省存储器空间。近年来，随着数字技术的进步，数码相机的价钱也在不断下降。

三、结语

随着数码相机、智能手机等各种数字化产品的发展，极大地促进数字信号处理技术的发展。但是我国信号处理技术与发达国家还存在一定的差距，因此还需要进一步对该项技术进行研究。

参考文献：

[1]马木青，胡淑巧，白瑞青，等.基于数字信号处理的脉冲编码器[J].探测与控制学报，2015，（4）：8790.

[2]王韩，孙红胜，陈昌明，等.基于TS201与FPGA的数字信号处理系统设计[J].现代电子技术，2016，（5）：7880.

[3]张林，王艳芬，张晓光，等.基于MatIab GUI的数字信號处理演示平台设计[J].实验技术与管理，2016，33（12）：154157.

作者简介：史光曜（1982），男，汉族，重庆人，本科，工程师，研究方向：信号处理；杨俊（1982），男，汉族，武汉人，本科，助理工程师，研究方向：工艺；袁进刚，男，本科，工程师，研究方向：信号处理。