第四节 数字信号处理的应用领域和涉及的理论知识

数字信号处理技术经过几十年的发展已经相当成熟，目前在很多领域都有着广泛的应用。语音处理是最早应用数字信号处理的领域之一，包括语音识别、语音合成和语音增强等处理技术，在市场上出现了许多相关产品，例如盲人打字机、语音应答机、各种会说话的仪器和玩具等。数字信号处理在图像和视频上也有广泛应用，包括图像增强、去噪声和干扰、图像识别、存储、编码、机器人视觉和动画等。在军事上，有雷达信号处理、保密通信、导弹制导等；在生物医学上，有扫描仪、心电图（ECG）分析、X射线分析、脑电图（EEG）的大量映射器等；在通信上，有蜂窝/移动电话、数字电视、互联网语音/视频、互动娱乐等。此外，目前研究比较热门的声乐信号处理，即对音乐产品进行回声产生、回声除去、数字混响等。

学好数字信号处理课程，需要数学上的很多知识作为基础，包括微积分、高等代数、数值分析、复变函数和各种变换（傅里叶变换、z变换、离散傅里叶变换……）等。此外，数字信号处理在实际应用中，又与各种程序设计、专用集成电路设计、DSP技术以及微电子技术等紧密联系。因此，数字信号处理是一门横跨多门学科的技术。随着计算机和通信技术的快速发展，数字信号处理的重要性将会与日俱增，并会促使某些应用领域发生革命性的变化。

虽然数字信号处理是一个不断更新和飞速发展的领域，但是它的基础已经日臻完善。本书的目的是向读者尽可能清晰地介绍数字信号处理中涉及的采样、滤波以及离散时间傅里叶分析等理论知识。