数字信号处理技术的发展

宋元清

摘 要：随着社会和科学技术的不断发展和进步，数字信号处理技术在很多领域得到广泛应用，成为人类生活和工作方面不可或缺的一部分。本文阐述了数字信号信息处理技术的特点、发展及应用，并对数字信号处理技术的未来发展进行展望，借此让人们了解数字信号处理技术的重要性。

关键词：数字信号处理技术；DSP；发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.118

数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）技术通过数字信号芯片将模拟信息（声音、图片、视频等）转化为数字信息。它的本质是进行数据的提取与变换，从各种干扰与噪声的环境里将信息提取出来，转换为便于机器或人识别的形式。数字信号处理技术应用领域很广泛，已成为人类生活和工作方面不可或缺的部分。

1 数字信号处理技术的特点

数字信号处理技术主要采取二值逻辑，其优势在于设备体积小、成本低、处理的动态范围大，对电路噪声以及温度的适应性强、稳定性高且灵活性强、集成度高和较强的高速处理能力。数字信号处理理论促进了数字信号处理的应用和发展，反过来，数字信号处理的应用又在一定程度上提高了数字信号处理理论。两者相辅相成，互相促进。数字信号像是一个纽带，将理论和实践紧密的联系起来，在很大程度上提高了稳定性和可靠性。

2 数字信号的发展阶段

人们早在20世纪60、70年代就提出了数字信号处理技术的概念，在当时分立的小规模集成电路组合而成整个数字信号处理系统，或者在通用计算机上编程来实现处理功能，局限于计算机的速度和存储量，往往只可以脱机处理。数字信号处理技术发展十分缓慢，对信号处理的效果不是十分令人满意。

现代信号处理阶段开始于20世纪80年代，美国诞生了世界上第一台数字信号处理器，具有编程能力的通用DSP芯片自此产生，数字信号处理技术的发展由此开始，但由于昂贵的芯片价格，还不能进入消费领域应用。

90年代是更先进的信号处理阶段，数字信号理论和技术发展进入以非线性编辑为代表的信号处理阶段，在非线性图谱的基础上，通过更高速的DSP芯片，实时完成庞大的计算量，实现了运算精度高，速度快，信息提取量大的效果，并且有非常强大的信号分析处理能力。数字化产品性能价格比得到很大提高，占有巨大的市场。

3 数字信号处理技术的应用

数字信号处理技术为社会各领域中信号的处理带来了变革，影响到了社会生活中的方方面面，方便了人们的生活，更是推动了数字及电子领域中许多产品的发展。

3.1 全数字电视机

全数字电视机通过对传统模拟电视的视频信号来成像的改良，对视频信号和声音信号进行数字信号处理，使数字电视机画面的清晰度和声音洪亮度更高、更好，使人们在家中就能享受到更加安全、便捷的电视机服务。同时，数字化电视机拥有超强的抗干扰能力，视频信号的接收不易受到天气等问题的干扰，影响整个电视市场，得到了世界范围内的认同。

3.2 汽车领域

汽车电子应用离不开数字信号处理技术的帮助。数字信号处理技术可以对汽车电子系统中的雷达、红外线、监控设备等数据进行分析，便于维护汽车电子系统。通过摄像机对汽车行驶中的图象拍摄、存储，利用数字信号处理技术对图像进行过滤和处理以保证行车安全。

3.3 数字化照相机

数字照相机不仅可以利用电子计算机对保存好的信息显示、修改、美化和添加，还可以通过彩色打印机实现对图片的输出，这样既简便又省时间，为摄影爱好者提供了十分便利的服务。

3.4 通信领域

数字信号处理技术可用于短波通信，信道的数字化，信道探测，自适应呼叫，链路质量分析等等。比如给数据加密、通信扩频、Modem、可视电话等都需要结合DSP技术，所以在通信中的许多产品都离不开DSP技术。

3.5 仪表仪器方面

利用数字信号处理技术替代高档单片机，通过巨大的内部资源对仪表、仪器中的硬件电路进行简化，保证了测量的精度和速度，使产品的档次和质量明显提高。

3.6 PC领域

数字信号处理技术引领着PC领域的不断发展，实现了MPEG与高速通信技术的互通，视频与音频实现了自由转换。使用者可根据自身的需求，处理形式多样的DSP机。

3.7 其他方面

通过数字信号出现的CD丰富了人们的业余生活。依据数字信号处理生产的数码助听器为听觉障碍人士带来福音。IP视频电话、便携式媒体设备、机顶盒、流媒体、监视IP摄像机、视频基础设施、无线基础设施等。

4 数字信号处理技术现状与展望

数字信号处理技术在当今发展迅速，在数字电视、电子消费、移动通信、信号、视频、图像处理和医疗、军事等领域不断发展并被广泛应用，逐渐变成数字时代系统基础元件的主力军。数字信号处理技术满足系统的高性能、低功耗、最优化的控制的要求。数字信号处理技术可以将视频，图片，声音等转化为数字信息的技术。数字信号处理技术在人们生活中已得到很好的支持，为人们带来了便捷有效的服务。

虽然DSP使数字信号在迅速发展的过程中要面对在功率、使用寿命上的一些问题，还要面对价格与技术方面的考验，但不管如何，数字信号处理技术主导地位不会产生变化。数字信号处理技术像一个永不枯竭的宝库，等待着人们不断的挖掘、研究和创新。

参考文献：

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