第四節 數字信號處理的應用領域和涉及的理論知識

數字信號處理技術經過幾十年的發展已經相當成熟，目前在很多領域都有著廣泛的應用。語音處理是最早應用數字信號處理的領域之一，包括語音識別、語音合成和語音增強等處理技術，在市場上出現了許多相關產品，例如盲人打字機、語音應答機、各種會說話的儀器和玩具等。數字信號處理在圖像和視頻上也有廣泛應用，包括圖像增強、去噪聲和干擾、圖像識別、存儲、編碼、機器人視覺和動畫等。在軍事上，有雷達信號處理、保密通信、導彈制導等；在生物醫學上，有掃描儀、心電圖（ECG）分析、X射線分析、腦電圖（EEG）的大量映射器等；在通信上，有蜂窩/移動電話、數字電視、互聯網語音/視頻、互動娛樂等。此外，目前研究比較熱門的聲樂信號處理，即對音樂產品進行回聲產生、回聲除去、數字混響等。

學好數字信號處理課程，需要數學上的很多知識作為基礎，包括微積分、高等代數、數值分析、復變函數和各種變換（傅里葉變換、z變換、離散傅里葉變換……）等。此外，數字信號處理在實際應用中，又與各種程序設計、專用集成電路設計、DSP技術以及微電子技術等緊密聯系。因此，數字信號處理是一門橫跨多門學科的技術。隨著計算機和通信技術的快速發展，數字信號處理的重要性將會與日俱增，并會促使某些應用領域發生革命性的變化。

雖然數字信號處理是一個不斷更新和飛速發展的領域，但是它的基礎已經日臻完善。本書的目的是向讀者盡可能清晰地介紹數字信號處理中涉及的采樣、濾波以及離散時間傅里葉分析等理論知識。