聲信號處理的案例
01-numpy玩轉(zhuǎn)信號處理（生成信號）
摘要：眾所周知，scipy是python信號處理的重要第三方庫，但scipy也有其缺點，兼容性似乎不友好。筆者在使用pyinstaller打包scipy函數(shù)時，無法成功。所以萌生了一個念頭：在信號處理中，使用numpy替代scipy。
淺析信號處理：人們認(rèn)識信號本質(zhì)的大飛躍
信號處理從最早的時域統(tǒng)計到Fourier變換的頻域分析，是人們認(rèn)識信號本質(zhì)的一次巨大飛躍，信號分析的角度從時域轉(zhuǎn)變到頻域。傅里葉真正得到廣泛應(yīng)用是在fft算法的出現(xiàn)后，關(guān)于Fourier變換理論，課程介紹的太多了，就不一一介紹了。
信號的傅里葉分析圖
下面，說說傅里葉變換的缺點，考慮下面一個信號s(t)：
信號s(t)，初始頻率較高，中間頻率較低，F(xiàn)ourier變換中包含了這些信息，但是卻無法指示高頻、低頻發(fā)生的時間。Fourier變換作為一個全局變換，天然的少了另一個維度（時域），如果將時間域信號比作一個平面中的物體的話，那么頻域信號也同樣是一個平面中的物體，只是給我們換了一個角度而已，而人們總是希望能對三維世界的物體更具有直觀了解。信號也一樣，工程人員總是想知道信號有哪些頻率，且這些頻率在何時產(chǎn)生，而這個需求就給分析方法提出了一個要求，必須多一個維度，也就是給出信號的時頻域信息。
需求促成技術(shù)的突破。這時短時傅里葉變換 (SIFT) 便出現(xiàn)了，這個信號分析帶來了時頻分析的概念，而其優(yōu)點是同時給了我們時間和頻率的信息。其方法的形象化的描述就是“把整個時域過程分解成無數(shù)個等長的小過程，每個小過程近似平穩(wěn)，再做Fourier變換，就知道在哪個時間點上出現(xiàn)了什么頻率了。”這就是短時傅里葉變換。時域上分成一段一段做FFT，不就知道頻率成分隨著時間的變化情況了嗎！用這樣的方法，可以得到一個信號的時頻圖了。
下面信號s(t) 被分解為4個時間段，其分別對應(yīng)的fft結(jié)果如下。這樣，我們可以知道在每段時間信號的頻率信息。
短時Fourier變換選Gauss窗函數(shù)一般被稱為Gabor變換。
展開 數(shù)字信號處理 第一章 離散時間信號和系統(tǒng)（4）
判斷方法是，系統(tǒng)若滿足對任意激勵信號：先線性運算，后經(jīng)過系統(tǒng)=先經(jīng)過系統(tǒng)后經(jīng)過線性運算的結(jié)果。則為線性系統(tǒng)。然后判斷是否具有移不變特性？從輸入輸出關(guān)系上看，判斷方法是，系統(tǒng)若滿足對任意激勵信號：先時域移動、后經(jīng)過系統(tǒng)的結(jié)果=先經(jīng)過系統(tǒng)、在時域移動的結(jié)果，則系統(tǒng)是時不變系統(tǒng)，否則為時變系統(tǒng)。
來源： matlab仿真工匠
數(shù)字信號處理 第一章 離散時間信號和系統(tǒng)（3）
抽取可以在傳輸?shù)倪^程中減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，接收端進(jìn)行恢復(fù)時進(jìn)行插值，將信號恢復(fù)成原始抽樣率的信號。在數(shù)字信號處理中只需要改變數(shù)字采樣率，一般是先進(jìn)行插值再進(jìn)行抽取，以免造成頻率混疊，同時在抽取的前先進(jìn)行預(yù)濾波，在插值后進(jìn)行以個去鏡像濾波。
信號進(jìn)行抽取時，原始信號的頻譜被周期拓展，如果原始信號最高頻率大于抽取之后采樣率的一半就會發(fā)生混疊（如果是復(fù)信號，則信號最高頻率大于抽取之后采樣率就會發(fā)生混疊）。若抽取率為D的話，則輸出的信號頻率將變?yōu)樵瓉眍l率的D倍，將信號的抽樣頻率減小D倍每D個抽樣中取一個，D為整數(shù)，稱為抽樣因子。
Matlab中進(jìn)行抽取和插值的函數(shù)是什么呢？
downsample(x,d);
x為信號，D為抽取因子；
interp(x,i);
x為信號，i為插值因子；
后面章節(jié)會詳細(xì)講解！
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數(shù)字信號處理 第一章 離散時間信號和系統(tǒng)（1）
信號如何分類？
確定性信號和隨機(jī)信號、連續(xù)信號和離散信號、能量信號和功率信號。重點看連續(xù)信號和離散信號！！！
如果信號的自變量和函數(shù)值都取連續(xù)值，則稱這種信號為模擬信號或者時域連續(xù)信號，例如語音信號、溫度信號等。
如果自變量取離散值，而函數(shù)值取連續(xù)值，則稱這種信號為時域離散信號，這種信號通常來源于對模擬信號的采樣。
如果信號的自變量和函數(shù)值均為離散值，則稱為數(shù)字信號。計算機(jī)或數(shù)字信號處理芯片的位數(shù)是有限的，用它們分析與處理信號，信號的函數(shù)值必須用有限位二進(jìn)制表示，這樣的信號取值不再是連續(xù)的，而是離散值，這種用有限位二進(jìn)制編碼表示的時域離散信號就是數(shù)字信號，數(shù)字信號就是幅度量化了的時域離散信號。
講了這么多，
同學(xué)們有沒有離散的概念呢？
原來圖像也是數(shù)字信號啊！
對的，就是一個二維數(shù)組。
matlab中很多操作圖像的函數(shù)。
例子如下：
fig_tif = imread('***.tif'); %輸入圖像J1_tif = mirror(fig_tif ,1);%原圖像的水平鏡像J2_tif = mirror(fig_tif ,2);%原圖像的垂直鏡像
J3_tif = mirror(fig_tif ,3);%原圖像的水平垂直鏡像
注意：mirror函數(shù)針對的是低級版本的MATLAB，目前高級版本的MATLAB已經(jīng)不支持mirror函數(shù)了.如果你用了mirror函數(shù)后，命令行窗口出現(xiàn)各種報錯，說明你的版本太高了。此時需要使用flipdim函數(shù)，參數(shù)設(shè)置跟mirror函數(shù)一樣。我當(dāng)年學(xué)的是mirror函數(shù)，說明我老了。
來源：matlab仿真工匠
展開 數(shù)字信號處理 第一章 離散時間信號和系統(tǒng)（2）
也指把模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號的過程。在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域中，定義為圖像空間坐標(biāo)的數(shù)字化操作。
每秒鐘的采樣樣本數(shù)叫做采樣頻率。采樣是將時間上、幅值上都連續(xù)的模擬信號，在采樣脈沖的作用，轉(zhuǎn)換成時間上離散（時間上有固定間隔）、但幅值上仍連續(xù)的離散模擬信號。所以采樣又稱為信號的離散化過程。
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域中，采樣定理是連續(xù)時間信號（通常稱為“模擬信號”）和離散時間信號（通常稱為“數(shù)字信號”）之間的基本橋梁。該定理說明采樣頻率與信號頻譜之間的關(guān)系，是連續(xù)信號離散化的基本依據(jù)。 它為采樣率建立了一個足夠的條件，該采樣率允許離散采樣序列從有限帶寬的連續(xù)時間信號中捕獲所有信息。后面我們會重點講解這個采樣定理。
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展開 數(shù)字信號處理
? Input 或 Output 提供不同的功能，以便它可以集成外部數(shù)據(jù)源
7 數(shù)字信號處理器框圖
下面給出的是數(shù)字信號處理器的框圖
數(shù)字信號處理的框圖包括以下步驟：
第 1 步： 在 DSP 框圖中，它從接收電信號開始。它在輸入側(cè)使用換能器，例如麥克風(fēng)，將聲音轉(zhuǎn)換為電信號。
第 2 步： 獲得電信號后，它給運算放大器的輸入端感應(yīng)模擬信號，從而放大信號。
第 3 步：為了將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，我們使用抗混疊濾波器。 它指的是抗鋸齒濾鏡。它為有限的閾值傳遞頻率。那些高于 Limited 閾值的頻率，因此這些頻率會衰減。為了檢查模擬信號，這些不需要的頻率使其變得復(fù)雜。
第 4 步：抗混疊濾波器是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的重要步驟。它是一個低通濾波器，允許頻率達(dá)到某個閾值。它會衰減高于此閾值的所有頻率。這些不需要的頻率使模擬信號采樣變得困難。
第 5 步：現(xiàn)在它使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 來感應(yīng)模擬信號并提供一系列二進(jìn)制數(shù)字。
第 6 步： 現(xiàn)在，主要組件是數(shù)字信號處理器。它利用 CMOS 芯片制造數(shù)字信號處理器。
第 7 步：現(xiàn)在它使用數(shù)字信號處理器，這對于比較 ADC 的采集速率與 DAC 的轉(zhuǎn)換速率非常重要。
第 8 步：在這里，我們使用低通濾波器，即平滑濾波器，它去除不必要的高頻分量并優(yōu)化輸出。
第 9 步：在最后階段，我們使用運算放大器作為具有輸出傳感器（即揚聲器）的放大器。
8 數(shù)字信號處理器的特點
數(shù)字信號處理包括以下功能：
? 數(shù)字信號處理器配置為管理重復(fù)任務(wù)和計算完成任務(wù)。
? 數(shù)字信號處理器管理數(shù)據(jù)路徑，并傾向于將大量數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)絻?nèi)存。
? 為了提高硬件的效率，這些處理器設(shè)法提供各種獨特的指令集來提高硬件效率。
展開 MATLAB 信號處理
MATLAB 信號處理
作者：劉波，文忠，曾涯 編著
出版社：電子工業(yè)出版社
ISBN：7121022427
印次：1
紙張：膠版紙
出版日期：2006-1-1
字?jǐn)?shù)：576000
版次：1
定價：35元 當(dāng)當(dāng)價：24.3元
折扣：69折 鉆石VIP價：24.30元
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內(nèi)容提要：
本書結(jié)合MATLAB最新版本7.0系統(tǒng)地介紹信號處理及現(xiàn)代信號處理或者非平穩(wěn)信號處理（包括信號處理、陣列信號處理、時頻分析及高階譜分析）的基本理論及在工程應(yīng)用中的一些基本方法；詳細(xì)地介紹MATLAB工具箱函數(shù)的用法；最后結(jié)合一些應(yīng)用實例，說明基于MATLAB進(jìn)行分析與設(shè)計的方法。本書首次將信號處理涉及的各種MATLAB工具箱全面加以說明分析，簡明扼要地介紹相關(guān)領(lǐng)域的基本概念和基本理論，重在講述有關(guān)基本理論和物理背景，避開繁復(fù)的推導(dǎo)和中間過程，結(jié)合編程應(yīng)用介紹工具箱函數(shù)的功能及用法，并且通過各種應(yīng)用實例闡述如何利用MATLAB工具箱來解決工程應(yīng)用問題。
本書可作為信號處理等課程的教學(xué)參考書，對課程的學(xué)習(xí)可起到事半功倍的效果；對信號處理及相關(guān)領(lǐng)域的教師、研究生、高年級本科生和工程技術(shù)人員具有重要的參考價值，對其他領(lǐng)域的科技人員也將有一定的借鑒作用。
展開 實時應(yīng)變花信號的處理
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MATLAB信號處理詳解
MATLAB信號處理詳解
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展開 PLC對模擬量信號，是怎么進(jìn)行處理的？
模擬量信號是自動化過程控制系統(tǒng)中最基本的過程信號(壓力、溫度、流量等)輸入形式。系統(tǒng)中的過程信號通過變送器，將這些檢測信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電壓、電流信號，并將這些信號實時的傳送至控制器(PLC)。
PLC通過計算轉(zhuǎn)換
，將這些模擬量信號轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的數(shù)值信號。
從
而實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控及控制。
從現(xiàn)場的物理信號到PLC內(nèi)部處理的數(shù)值信號，有以下幾個步驟：
從以上PLC模擬量的信號輸入流程可以看到，在自動化過程控制系統(tǒng)中，模擬量信號的輸入是非常復(fù)雜的。但是，在現(xiàn)目前的工業(yè)現(xiàn)場，對模擬量信號的處理已基本都采用電流信號方式進(jìn)行傳輸，相比于電壓信號方式，電流信號抗干擾能力更強(qiáng)，傳輸距離更遠(yuǎn)，信號穩(wěn)定。
這里就PLC對模擬量信號的轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行一個簡單的分解介紹。
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MATLAB6.x信號處理
共享《MATLAB6.x信號處理》
詳細(xì)介紹了Matlab信號處理工具箱函數(shù)，涉及到信號的運算、轉(zhuǎn)換、濾波器設(shè)計和功率譜估計等。
part01專業(yè)性強(qiáng)。
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matlab 6.x信號處理
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【全美經(jīng)典】數(shù)字信號處理
【全美經(jīng)典】數(shù)字信號處理1/4
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軟件定義無線電與信號處理（基于GNU Radio） ￥10
軟件定義無線電與信號處理（基于GNU Radio）
## 課程基礎(chǔ)信息
課程格式：MP4視頻（H264編碼，分辨率1280×720）+AAC音頻（44.1千赫，雙聲道）
課程類型：在線學(xué)習(xí)
語言：英語（配備srt字幕）
課時：53講（總時長4小時51分鐘）
文件大小：2.22 GB
核心學(xué)習(xí)方向：實時射頻通信 | 實時數(shù)字信號處理 | 圖形化模塊編程精通 | 白帽黑客技術(shù)
## 核心學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 能在SDR環(huán)境中實現(xiàn)**實時射頻（RF）通信**
2. 開發(fā)**實時數(shù)字信號處理（DSP）** 應(yīng)用程序
3. 精通GNU Radio中**圖形化模塊化編程**方法
4. 掌握無線射頻信號破解、信號攻擊及信號干擾技術(shù)
5. 針對信號失真、信號噪聲、弱信號問題實現(xiàn)**實時解決方案**
6. 熟練操作各類SDR硬件設(shè)備，精通SDR軟件包的使用
## 課程前置要求
1. 無任何基礎(chǔ)要求，課程從零基礎(chǔ)開始，逐步進(jìn)階講解
2. 若需親自完成實操實驗，需自備SDR硬件：**HackRF One** 或 **RTL SDR 接收器**（可選）
## 課程介紹
大家好，歡迎來到《精通軟件定義無線電（基于GNU Radio Companion）》課程！
軟件定義無線電（SDR）在科技與工程領(lǐng)域中，無疑是一門相對小眾、少被探討的學(xué)科，究其本質(zhì)，這門技術(shù)就是學(xué)習(xí)如何對嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行編程，以實現(xiàn)無線電通信功能。坐在電腦前，就能親手完成無線電通信？這聽起來是不是超酷？
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