王志勇，王 强

(长春理工大学光电信息学院，长春 130012)

数字信号处理技术的应用与发展

王志勇，王 强

(长春理工大学光电信息学院，长春 130012)

数字化信号处理技术不但为企业的生产提供了便利，也逐渐成为人们日常生活中不可缺少的一项技术，已全面应用于工业领域、医疗卫生事业等。针对数字信号处理技术的应用与发展进行了详细分析与探讨，希望对未来我国社会的发展做出贡献。

数字信号处理技术；实现方法；应用；发展前景

王强(1985-)，男，助教，本科。

近几年，数字信号发展相对成熟，数字技术的普及与集成电路的发展颠覆了传统的测控技术，成为了有效的高端技术，广泛应用于计算机领域和千家万户中。数字信息的应用满足了人们生产、生活的需要，过去的模拟信号可控性不强，已逐渐被数字信号处理技术取代，数字信号处理技术成为了未来社会发展的新趋势。数字信号处理技术的应用领域在不断扩大，促进了我国现代化社会的发展。

1 数字信号处理技术的特点及实现方式

采用软件实现编程，运用专用硬件将两者途径相结合，以实现数字信号处理。软件应用主要体现在编程过程，可通过现有的程序进行处理，并通过处理进行开发应用。在加法器、乘法器中可以组成一个专用的数字网络，实现信号的处理，这是专用硬件的运用。将软件和专用硬件有效结合并在数字信号处理中进行应用，这是目前比较普遍的方式。计算机设备是数字信号处理技术应用的重要设备，但在处理功能上，不同系统是不同的处理方式，这在一定程度上体现了数字信号处理技术的优越性。数字信号处理技术经过长期发展，已经走向成熟阶段，稳定性的发展进一步推动了技术水平的提升，大大提升了安全性。

2 数字信号处理技术的应用

2.1 图形图像领域

数字图像信号处理技术是将图像信号转换成数字信号，并通过计算机进行图像处理的过程。早期的图像处理，是人们借助计算机进行图形图像的信息处理，随着科技的进步，数字图像处理打破了原有的图像处理技术，提升了视觉效果，并改善了图像质量。在采用数字信号处理技术后，无论是图像领域的DVD图像压缩技术转码，还是在气象云图方面的技术处理，都改变了人们的工作生活方式。

2.2 机器人控制领域

机器人控制领域的应用是数字信号处理技术的一大突破，数字信号处理技术可以帮助机器人接收信息，并做出一些反应。机器人的成功问世标志着我国现代科学技术水平的提升，技术人员控制系统水平的提升也源于数字信号处理技术的应用，未来在人工智能方面也将运用数字信号处理技术，相信会取得突破性的进展，为科研工作提供有力保障。

2.3 生物医药领域

21世纪，我国发展已经全面进入现代化，在临床医学中，生物医药的处理也离不开数字信号处理技术的应用。在医院诊断检查和监护工作中，都应用了数字信号处理技术，对脑神经学和细胞学工作的技术指导具有一定的作用。此外，心电和脑电等自动分析过程也会应用该技术，数字信号处理技术在生物医学领域的研究中也占有一席之位。

2.4 电力系统领域

在电力系统领域中也会用到数字信号处理技术，主要体现在对模拟量采集和测量的方面。随着信息科学和计算机技术的迅速发展，数字信号处理理论有了较大的发展，在电力系统领域中的应用也越来越广泛。在电力系统中，小波分析理论是一个研究热点，在输电线路故障和定位中，都与数字信号处理有关系。数字信号处理技术的优点是信息传播速度快、准确，在多机多任务中都可以进行操作。

2.5 气体检测领域

随着工业制造的发展，我国的环境受到严重污染，威胁着人类的生产和生活，人们对气体污染也有了更清晰的认知和重视。有害气体和一些易燃易爆气体一旦出现泄漏，对人们的工作环境会产生极大的伤害，因此，气体检测工作就显得尤为重要。针对气体检测，近年来出现了新办法和措施，可调谐二极管吸收光谱技术就是目前大气污染物检测的常用方式，这种技术在数字信号处理上准确性较高，稳定性也较强，在气体检测和治理方面起到了一定作用。

2.6 噪声测量领域

目前，在噪声测量中直接对噪声的声强进行测量是非常困难的，但是声压却是比较容易测得的物理量。将信号处理技术运用于噪声测量领域中，技术人员就可以研制出以数字信号处理为基础的噪声频谱分析仪，这一分析仪在处理信号时，其动态范围非常大，且抗干扰能力也非常强。

3 数字信号处理技术的发展

3.1 与微处理器的有机融合

由于微处理器的制作成本较低，还能执行智能的定向控制任务，所以技术人员选择将数字信号处理技术与微处理器进行融合，通过融合处理，有效弥补了微处理器的缺陷，还有效降低了整个系统的运行成本。

3.2 实施定点运算

从定点运算的角度考虑，浮点数字信号处理技术的运算精度是非常高的，且其动态范围更大，但是浮点数字信号处理器的成本过高，不适合推广。定点数字信号处理器的成本比较低，其运算精度也很高，对存储器的要求很低。

3.3 改进内核结构

今后的数字信号处理器，其内核结构将会随着信息技术的不断发展而发生变化，未来的处理器将会以多通道、单指令的处理器为主。

3.4 系统集成

在数字信号处理中，系统级集成将会是未来数字信号技术发展的主流。技术人员将几个数字信号处理芯核及相关的存储单元都集成在同一个芯片上，进而形成数字信号处理系统级集成电路。

4 结语

近几年，数字信号处理技术在我国的医药卫生、电路系统、通信系统、图像处理系统等领域得到了越来越广泛的应用。在社会经济发展的大环境下，也要求数字信号处理逐渐向低功率化的方向发展，以满足不同用户的真实需求。

[1] 吴小培，李晓辉.“数字信号处理”课程教学改革的体会与认识[C]//电子高等教育学会2003年学术年会论文集，2003.

[2] 韩玮，叶丽娜，朱启兵.基于LabVIEW的数字信号处理实验平台设计[C]//2007仪表，自动化及先进集成技术大会论文集(二)，2007.

[3] 高西全，王军宁，丁玉美，等.“数字信号处理”课程建设与改革[C]//电子高等教育学会2003年学术年会论文集，2003.

[4] 梁涓，徐欣，邓立新，等.数字信号处理英文教材的教学实践与体会[C]//电子高等教育学会2005年学术年会论文集，2005.

[5] 聂明新，王金昊.DSP技术在手机语音识别中的应用[C]//第九届全国青年通信学术会议论文集，2004.

[6] 邓立新，杨震.数字信号处理课程双语教学初探[C]//电子高等教育学会2005年学术年会论文集，2005.

[7] 洪淑月.《数字信号处理》研究性教学[C]//2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)，2009.

[8] 罗军，刘飞.军校《数字信号处理》实验教学改革探讨[C]//2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集，2009.

[9] 吴芝路，任广辉，赵雅琴，等.基于CORDIC算法的DSP硬件设计方法研究[C]//中国电子学会第七届学术年会论文集，2001.

[10] 李德骏，吴周桥，陈爱菊.数字信号处理虚拟实验系统[C]//全国光学、光电和电子类专业教学经验交流、研讨会专集，2002.

[11] 孙金林.数字信号处理技术的发展与思考[J].赤峰学院学报(科学教育版)，2011，(05)：40-41.

[12] 杨春顺.数字信号处理技术在短波收信设备中的应用[J].舰船电子工程，2008，(06)：102-103.

[13] 马天翔.关于数字信号处理技术的应用与发展[J].电子世界，2013，(11)：84-85.

[14] 李宏俊.数字信号处理技术的发展趋势分析[J].电子制作，2013，(14)：67-68.

[15] 丽娜.数字信号处理的发展与应用[J].才智，2014，(07)：107-108.

Applicationanddevelopmentofdigitalsignalprocessingtechnology

WANG Zhi-yong, WANG Qiang

(College of Optoelectronic Information, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130012, China)

Digital signal processing technology not only facilitates the production of enterprises, but also becomes an indispensable technology in people’s daily life. It has been widely applied in the fields of industry, medical and health. The application and development of digital signal processing technology were made a detailed analysis and discussion, hoping to contribute to the development of our society in the future.

Digital signal processing technology; Implementation method; Application; Development prospect

TN911.72

A

1674-8646(2017)21-0114-02

2017-09-22

王志勇(1983-)，男，助教，本科；