现代数字信号处理：预处理与滤波技术详解

现代数字信号处理是一门重要的课程，主要针对信息科学与工程学院的学生，旨在探讨信号特性和信号处理技术。课程内容包括预修课程如概率论与数理统计、信号与系统、数字信号处理1以及随机过程等，为后续深入学习奠定了基础。 课程的核心问题围绕着信号处理的两个主要方面展开：一是对随机信号的分析，如研究确定性信号向随机信号的转变，目标是提取信号中的有用信息。主要内容涵盖了随机信号的统计特性，如平均值、方差等，随机信号的参数建模，以及功率谱估计（包括经典谱估计和现代谱估计）。此外，时频分析也是重要部分，如短时傅立叶变换（STFT）、维格纳变换和小波变换，这些方法有助于捕捉信号随时间和频率的变化。 另一个关键议题是信号处理技术，目的是提高信号的质量。课程涉及维纳滤波理论（在信号平稳情况下），卡尔曼滤波理论（适用于非平稳条件），以及自适应滤波理论，这些都是处理复杂信号的有效工具。课程强调现代数字信号处理的基本概念、理论和分析方法，并结合实际问题来展示其在相关领域的应用。 教学过程中，课程结构清晰，从确定性信号开始，逐渐过渡到随机信号，再到平稳和非平稳信号处理，最后涉及时域、频域和时频分析的综合应用。每一章都有具体的内容，如第一章探讨时域离散随机信号的分析，第二章和第三章分别讲解维纳滤波和卡尔曼滤波，自适应数字滤波器，第四章关注功率谱估计，而第五章则深入到时频分析的技术细节。 成绩评定方面，除了课堂参与度外，还包括闭卷考试，以全面评估学生对课程内容的理解和掌握。教材推荐使用张贤达的《现代信号处理》第二版和丁玉美的《数字信号处理—时域离散随机信号处理》，辅助教材有胡广书的《数字信号处理－理论、算法与实现》第二版和Roberto Cristi的《现代数字信号处理》。 现代数字信号处理是一门实用性强且理论深度适中的课程，通过学习，学生不仅能理解信号的本质，还能掌握一系列先进的信号处理技术，为今后在通信、信号处理和相关领域的工作打下坚实的基础。