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? CSU2009–All rights reserved 第1章 绪论 第1章 绪论 知识脉络 课程体系结构 本章内容 引言 引言 引言 生物医学信号处理应用举例 信息、消息与信号 信息是指人类社会和自然界中需要传送、交换、存储和提取的抽象内容。 信息、消息与信号 一般情况下，消息不便于传送和交换，往往需要借助于某种便于传送和交换的物理量作为运载手段，我们把声、光、电等运载消息的物理量称为信号。 信息、消息与信号 信息的基本特点在于其不确定性，而通信的主要任务就是消除不确定性。 消息是信息的载体。可以由消息得到信息，以映射的方式将消息与信息联系起来。 信号是消息的具体物理体现，将消息转换为信号才能在信道中传输。 信息、消息与信号 信息、消息与信号 滤波：限制频带、滤除噪声和干扰、信号分离 频谱分析或功率谱分析：了解频谱组成→信号识别、利用 变换：使信号更适合传输、存储和应用 编码：压缩、加密或提高抗干扰能力 信息、消息与信号 信号分析 　　将一个复杂信号分解成若干简单信号分量之和，根据这些分量的组成情况去考察信号的特征。 分析方法 时域分析法 频域分析法 复频域分析法 信号 信号 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号的描述与分类 信号特性 基本时间信号 离散时间基本信号 离散时间基本信号 离散时间基本信号 连续时间基本信号 连续时间基本信号 连续时间基本信号 连续时间基本信号 连续时间基本信号 系统 系统的描述与分类 系统的描述与分类 信号作用于系统产生响应举例：心电图机 信号作用于系统产生响应举例：汽车系统照相机系统 系统的分类 系统分析方法* 作业习题 课外小论文： 　　为培养、锻炼同学们的自主学习能力，巩固、深化、扩大对课堂所学基本概念、基本内容和分析方法的认识和理解。通过课后检索、查阅相关文献，了解信号与信息处理的发展历程、应用领域以及发展趋势，整理出一篇3000字左右的小论文。 作业： 结合具体实例，分析信息、消息和信号的联系与区别。 说明连续时间信号与模拟信号、离散时间信号与数字信号间的联系和区别。 正弦序列 指数序列 单位阶跃和单位冲激信号 正弦信号 同频率正弦信号的合成 正弦信号 不同频率正弦信号的合成 指数信号 抽样信号 控 制 系 统 一般来讲，系统是一个由若干互有关联的单元组成的并具有某种功能以用来达到某些特定目的的有机整体，其意义十分广泛。 什么是系统？ 系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。 通信系统的一般模型 系统的描述 通信的主要任务—快速、准确、经济的传递信号 信息传输技术的工作对象—信号 为了完成任务必须研究—信号的特性、系统的分析方法 心电图机 心脏跳动 心电图波形 汽车 脚压力 汽车制动 照相机 光信号 像片 实际上，这两种系统常组合运用，称为混合系统 2、即时系统和动态系统（按照系统内是否含有记忆元件） 3、无源系统和有源系统（按系统内是否含源） 4、集中参数系统和分布参数系统（按系统的参数是集中的或分布的） 5、线性系统和非线性系统（按其特性分） 6、时不变系统与时变系统（按其参数是否随 t 而变） 研究集中参数的、线性非时变的连续时间和离散时间系统（简称线性系统）具有重要意义，是研究时变系统和非线性系统的基础。 1、　 连续时间系统　　　 与　　　 离散时间系统 输入、输出都是连续时间信号，其数学模型是微分方程 输入、输出都是离散时间信号，其数学模型是差分方程 同一物理系统，在不同的条件下，可以得 到不同形式的数学模型。 不同的物理系统，经过抽象和近似，有可能得到形式上完全相同的数学 模型。 对于较复杂的系统，同一系统模型可有多种不同的数学表现形式。 按数学模型的求解方式，可将系统分析方法分为时域法和变换域法两类： 时域法直接利用信号和系统的时域模型，研究系统的时域特性，可利用经典法求解常系数线性微分方程或差分方程；在系统时域分析法中，利用卷积求解的方法尤为重要。 变换域法是将信号和系统模型变换成相应的变换域函数，例如通过傅里叶变换、拉普拉斯变换或 z 变换，在频域、复频域或 z 域求解。 研究系统分析的方法可分为输入-输出法和状态变量法两类。 * * Fundamentals of Signal and Information Processing 本章重点 信号：信息、消息与信号的联系与区别；信息传输、信号分析的基本概念；信号分析的基本方法；信号的分类、信号的特性；基本离散时间信号及连续时间信号的描述和特点。 系统：线性时不变系统及其特点。 信号、系统和信号处理之间的区别和联系；课程中各章节之间的联系。 本章难点 信息、消息、信号、系统、信号处