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數字信號處理技術的應用范圍與趨勢

來源:原創論文網 添加時間:2020-03-18

  摘    要: 本文首先簡單介紹了數字信號處理技術的特點及其發展歷程,然后對數字信號處理技術的應用范圍進行了詳細分析,然后對其發展前景展開了深入探究,希望通過本文的研究可以為這項技術的發展應用起到一定的推動作用。

  關鍵詞: 數字信號處理; 應用; 發展前景;

  Abstract: This paper first briefly introduces the characteristics and development course of digital signal processing technology, then analyzes the application scope of digital signal processing technology in detail, and then probes into its development prospect in depth. It is hoped that through the research of this paper, It plays a certain role in promoting the development and application of this technology.

  Keyword: digital signal processing; Application; Development Prospect;

  1、 數字信號處理技術的特點及其發展歷程介紹

  1.1、 數字信號處理技術的特點介紹

  模擬是最早出現的信號處理方法,其雖然也取得了一定的效果,然而其很難敏銳的感知到環境以及溫度的變化情況。因此,這項技術慢慢退出了主流行列,現代數字信號處理(DSP)技術也應運而生,其所用的是和計算機完全相同的0、1二值邏輯。所以,DSP技術對溫度以及聲音變化有著非常敏銳的感知。同時,通過對實際情況進行分析可以發現,更重要的是DSP技術采用的軟硬件結合的方式,相關工作人員完全可以選擇利用軟件對硬件參數進行調整,可修改性以及靈活性相對來講都比較強。另外,隨著智能技術的快速發展以及數字芯片的廣泛應用,DSP芯片的集成度也隨之得到了極大程度的提升,其事物處理效率以及處理能力也變得越來越高,使其使用范圍得到了更大程度的拓展。

  1.2 、數字信號處理技術的發展歷程介紹

  所有科學技術的發展都是隨著時間慢慢進行的,數字信號處理技術同樣如此。通過對其發展歷程進行分析可以看出,該技術發展主要可以分成以下三個階段:第一階段屬于理論奠基階段,該階段的發展時間開始于上個世紀60年代初期,相關人員在這一時期首次提出了數字信號處理技術概念,并通過計算機這項工具對信號進行了初步處理;第二階段開始的標志則是首臺數字信號處理器的誕生,時間為上個世紀80年代,該階段最主要的特點就是處理器擁有了編程能力,并被廣泛的應用到了軍工、醫療以及通信等多個行業;第三階段的開始時間則是在上個世紀90年代,這一時期隨著信息技術的快速發展,數字信號處理技術也隨之獲得了突飛猛進的發展,不管是理論還是技術都變得更加豐富,其不僅精度更高、速度更快,應用范圍也變得更為廣泛,甚至可以被有效應用到非線性頻譜里面。

  2、 數字信號處理技術的應用范圍分析

  隨著科學技術的快速發展,數字信號處理技術水平也隨之得到了突飛猛進的提升,并被應用到了各行各業當中,取得了非常優異的成績,為人類社會的發展進步起到了重要的推動作用。通過對實際生活進行分析可以發現,現代數字信號處理技術目前已經被廣泛應用到了以下幾個領域里面:
 

數字信號處理技術的應用范圍與趨勢
 

  2.1、 數字信號處理技術在通信領域里面的應用分析

  在當前這個互聯網信息時代,隨著科學技術的不斷進步,數字信號處理技術已經被廣泛應用到了信道探測、鏈路質量分析、音頻信號處理、擴頻以及信道掃描等通信領域當中。其在進行通信工作處理的時候,會利用數字信號處理系統對中頻信號進行數字化處理,然后以此為基礎完成AGC控制信號、音頻信號以及數字量化基帶信號等三種信號的輸出,這里面終端用戶能夠直接應用的信號就是音頻信號,其能夠為用戶提供更為優質便利的服務。

  2.2、 數字信號處理技術在物聯網領域里面的應用分析

  物聯網技術屬于信息技術的重要組成元素,并且隨著時代的快速發展,到現在為止,其已經被廣泛應用到交通、農業以及醫療等各個領域,為我國社會的現代化發展起到了重要的推動作用。以醫學領域為例:通過數字信號處理技術的有效利用,相關人員完全可以更加高效的完成心電信號處理,使醫療器械的抗電路噪聲能力得到有效增強,降低電源對心電圖等檢測工作的影響,提升檢查準確度,幫助醫療更為清楚的把握住病人的身體情況,從而制定出更具針對性的治療方案,提升康復效率。所以,DPS技術擁有非常優秀的應用發展前景。

  2.3、 數字信號處理技術在汽車電子領域里面的應用分析

  在最近這些年,隨著改革開放進程的不斷推進和人們生活水平的持續提升,我國人民所擁有的私家車數量也越來越多,人們對汽車行駛安全以及防沖撞能力的重視程度也越來越高。作為幫助司機了解詳細路況信息的設備,汽車電子系統已經逐漸變成了汽車上不可或缺的重要系統。該系統主要通過現代數字信號技術處理汽車攝像頭所拍攝到的數據,并把處理所得圖像展示在司機面前,以此來為司機提供更具參考價值的信息。假如在進行相應數據圖像信息處理的時候,沒有應用DSP技術的話,最終處理所得的圖像會非常模糊,影響到司機對路況信息的把控,甚至會導致交通意外事故發生。

  2.4、 數字信號處理技術在其余領域里面的應用分析

  除了通信以及物聯網領域以外,數字信號處理技術還被廣泛應用到了圖像處理等其余領域。同時,通過實際分析可以發現,不管是衛星圖像還是手機圖像、廣播圖像都應用到了數字信號處理技術,相關人員都是通過這項技術進行的編碼、解碼以及壓縮、解壓。另外,儀器測量以及測繪等領域對數字信號處理技術的依賴程度也相對更高,像是將微型化數字信號處理芯片集成到相關儀器當中展開測量或者測繪工作,可以使測量精度得到更大程度的提高。并且隨著數字信息技術的快速發展,FPGA以及DSP等運算速度更高的芯片也變得越來越成熟,但是其發展情況和圖像處理的實際需要相比,卻依舊還有很大的差距。由此可見,數字信號處理技術還有非常廣闊的發展空間。

  3 、現代數字信號處理技術的發展前景探究

  在全球一體化背景下,高性能、低功耗以及環保已經成為了DSP產品發展的必然趨勢?偟膩碚f,現代數字信號處理技術在未來應該會朝著如下幾個方向發展。

  3.1、 與微處理器進行深度融合

  累積運營經驗是移動DSP平臺可持續發展的核心。所以,要想推動DSP和微處理器的深度融合,為移動DSP的進一步發展貢獻更大的力量,相關研究人員必須轉變發展觀念,綜合考慮實際需要持續累積移動運營經驗,并借鑒其余行業的廣告投放經驗展開創新,以人之長補己之短,這樣才可以為現代數字信號處理技術發展夯實根基。

  3.2、 DSP未來會向著更多的方向發展

  當今世界絕大多數的高檔GPP都是由超標量的SIMD指令組構成,其事件處理速度以及處理效率非?。同時,現在Intel公司也認識到這種發展趨勢,并涉足到了數字信號處理器領域,這也使其融合速度出現了極大程度的增長。另外,DSP還擁有著連接線上線下的重要職能,其不僅是傳統企業向著信息化方向升級轉型的重要途徑,還是傳統企業互聯網化發展的開端,對傳統企業的發展有著至關重要的影響。

  3.3、 DSP和FPGA的融合

  在未來的很長一段時間當中,可編程DSP市場的驅動引擎依舊是無線應用。將DSP與現場編程門陣列器件集成到一塊芯片當中,能夠有效提升寬帶信號處理質量,使信號處理效率得到進一步增強。同時,這種發展趨勢還具備不可逆轉的特性,相關研究人員一定要跟上時代發展的腳步,以技術引導為主要指引,按照市場導向推動DSP和FPGA的融合發展,這樣才可以將現代數字信號處理技術的作用充分發揮出來,為中華民族偉大復興中國夢的實現貢獻更大的力量。

  3.4 、進一步完善數字信號處理器的內核結構

  移動DSP平臺的建設及作用發揮基礎就是資源,而其核心影響元素則是技術,尤其是在新的高性能處理器當中,占據主導地位的主要是多通道結構、特大指令字組以及單指令多重數據。另外,在最近幾年,隨著行業的快速升級轉型,DSP行業也開始從原有的初級階段步入了相對高級的階段。由此可見,在當前這個新的發展時代,假如DSP產業鏈不能隨著時代發展轉型的話,其必然會遇到越來越多的困難。因此,相關從業人員必須采用更為科學合理的措施完善優化數字信號處理器的內核結構才可以將其作用充分發揮出來,推動我國的現代化發展。

  4 、結束語

  隨著科學技術的不斷進步,計算機以及數字信號處理技術也被越來越多的應用到了各個領域當中,并取得了非常顯著的成果,為人們的日常工作生活提供了非常大的便利。同時,在大數據時代,DSP技術還在持續的發展進步,其應用僅僅是處在初級階段。所以,相關從業人員必須要跳出傳統觀念的束縛,通過不斷的知識學習來增強自身的專業素養,并結合實際需要進行DSP技術的廣泛應用,這樣才可以使人們的生產生活得到有效轉變,為我國現代化事業的進一步發展做出更大的貢獻。

  參考文獻

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