数字信号处理论文范文第1篇
[摘 要]数字信号处理在理工科教育体系中具有十分重要的作用，在理工类院校该课程通常被设为主要专业基础课。课题组从建构主义理论出发，围绕高效传授专业知识、大力强化综合能力和稳步提高学生创造性三个主要问题，探索研究将校所协同育人机制有效融入数字信号处理课程教学的途径，为建立面向社会应用的创新型信息化人才培养机制奠定了良好的基础。
[关键词]数字信号处理；协同育人；创新能力；实践能力
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”著名的“钱学森之问”成为叩问中国教育事业发展的一道艰深命题，也给我们当代教育者提出了新的思考方向。而杰出人才必须具备的重要素质之一，就是较强的创新能力。[1]为此，教育部要求高等学校在教学过程中，要把培养学生的创新能力和实践能力列入教学的重点，并将其确定为教学评估的核心指标。
数字信号处理是面向西安邮电大学工科专业学生开设的专业基础课程。随着信息技术日新月异的发展，其原有的教学内容和教学模式已无法满足国家和社会对创新型人才的迫切需求，因此该课程需要尽快完善和发展。此外，由于实际接触该课程相关应用领域的对外实践机会相对较少，学生对该课程内容本质的理解和对概念的掌握有一定困难，使得课程教学效果不甚理想。因此，如何充分利用各种实践平台，对数字信号处理课程进行科学合理的教学改革，探索研究创新型人才培养机制，是目前该课程教学工作所面临的一个极具挑战性的前瞻性研究课题。
一、国内外研究现状及发展趋势
对创新型人才培养机制进行探索性研究，对高等教育具有重大现实需求与重要科学意義。这一课题受到教育界和学术界的广泛关注，但仍然存在诸多尚未解决的教学问题，亟待在原创理论与实践途径方面寻求突破。针对创新型人才培养机制问题，本文分别从传授专业知识、培养综合能力和提高创造性三个方面，概述国内外研究现状和发展趋势。
（一）传授专业知识
传授专业知识是大学教学的基本任务之一。传授专业知识有利于学生全面系统地掌握所学内容的基本框架和具体内容，是学生未来向更高层次发展的基础保障。传授专业知识的方式多种多样，现在研究比较多的一种新型的教学手段，是运用建构主义方法[2]，以在线学习或移动学习为形式的微课程，这种方法既刷新了教学模式又提高了教学效率。此外，翻转课堂成为全球教育界关注的热点，2011年还被加拿大《环球邮报》评为“影响课堂教学的重大技术变革”。特别是“可汗学院”免费提供的优质教学视频，克服了翻转课堂实施的重要障碍。而全球教育领域另一个重大事件慕课（MOOCs）的崛起，使翻转课堂在课前实施的教学内容与教学方式也发生了很大的变化。因此翻转课堂在教育界日益走红。国内专家、学者针对当前高校专业课教学中存在的诸多问题也进行了研究，吉小利[3]提出实行集体备课制度凝练教学内容、实行按专长配备师资并加强情景教学、强化实践教学，构建“全过程、递进式”的实践教学模式，通过提高专业课教师科研与实践能力等来提高专业课教学质量。
（二）培养综合能力
高等学校教育需要高度重视全面提高学生的综合素质这一问题，努力培养学生的可持续发展能力，使其适应不断发展的社会对人才的需要。金正一[4]提出新的实验教学方式，多设计综合性、设计性实验，培养学生敏锐的观察能力、熟练的实验操作能力和创新思维能力，让学生独立完成一个实验课题，从而提高学生的科学研究能力。郑红[5]以模块化多课程协作为核心，以教学方法优化为手段进行改革，对于改进本科教学，全面促进学生综合能力的发展，取得了显著效果。
（三）提高创造性
问题解决是最常见的思维形式，有些问题解决活动可能比较常规，只是沿用了常用的解法，而有些问题解决活动则可能需要很大的创造性。这就需要培养学生的创造性。而创造性思维是创造性的核心。因此，掌握创造性思维就是解决创造性问题的必要途径。创造性思维是指个人在已有经验的基础上，发现新事物，运用新颖的方式解决问题并创造出独特产品的思维过程。脑激励法[6]又叫头脑风暴法（Brain Storming）或BS法，是指教师先提出问题，然后鼓励学生进行发散思维，提出尽可能多的解决办法，而不必考虑方案的正确性；教师也不断对学生所提出的想法进行评论，直到所有可能想到的方案都被提出来为止。然后学生和教师开始对这些想法进行讨论、评价，再修改、合并某些想法，最后形成一个创造性的解决方案。这种方法的基本思路是把想法的产生和对想法的评价分开。此外，吉尔福特提出了一套前后有序的培养创造性思维的策略。[7]他强调，创造性思维中有两个关键的智力活动——发散思维和转化，所以他的培养方案是着重对学生的发散加工能力和转化能力进行训练。吉尔福特提出了一些具体的培养创造性思维的策略，包括拓宽问题、分解问题、常打问号、快速联想、形式联系和捕捉灵感等。
综上所述，传授专业知识是创新型人才培养的前提，培养综合能力和提高创造性则是创新型人才培养的关键所在。虽然以上方法对学生的创造性培养效果较好，但没有和具体的应用实践相联系，因而在具体教学实践中容易产生很多问题。因此，本文将校所协同育人机制融入数字信号处理课程教学中，探索研究创新型信息化人才培养机制。
二、数字信号处理课程教学的探索与研究
本文契合陕西省高校“四个一流”建设发展趋势，充分发挥教学平台、科研平台和创新创业平台各自的优势，通过将校所协同育人机制融入数字信号处理课程教学中，来探索创新型人才培养模式。具体而言，拟实现如下目标：
一是针对当代大学生的心理发展特点，结合建构主义的最新理论研究成果，合理、科学、规范地设计数字信号处理课程的教学内容、教学方法和教学设计，提高课堂教学效果。
二是将校所协同育人机制融入数字信号处理课程教学，以数字信号处理教学为实施渠道，探索独具特色的创新型人才培养模式。
围绕上述研究目标，西安邮电大学结合实际情况，以“知识—能力—素质”一体化培养机制为主线，对高效传授专业知识、大力强化综合能力以及稳步提高学生创造性这三个紧紧相扣的内容进行研究。围绕“教学内容合理化”、“教学方法科学化”和“教学设计规范化”等三个需要重点解决的教学问题，结合校所协同育人机制，基于建构主义理论和人本主义理论等相关理论和方法及学科交叉融合的角度，从解决教学问题、攻关研究内容和教学实践验证三个层次着手，将研究内容分解为有机结合的三个方面：高效传授专业知识、大力强化综合能力、稳步提高学生创造性。具体采用的教学方法如下：
（一）高效传授专业知识
数字信号处理作为信号与系统课程与后续专业等课程的衔接课程，其一方面具有复杂的数学公式，另一方面又与实际工程应用紧密联系，所以具有抽象性、前沿性、多学科交叉融合性及设计复杂性等特点。所以，该课程要求学生既要具有很强的理论基础，又必须具备广泛的工程应用背景，这给学生的学习带来了很大挑战。本文利用建构主义的最新理论及研究成果，在充分理解教学大纲和教材内容等前提下，结合西安邮电大学工科学生的身心发展特点和各个专业特点，细致筛选精要的教学内容，做到将教学内容合理体系化。另外，可以还从数字信号处理课堂教学中的理论延伸与实践探索入手。在理论延伸中，教学过程要注重拓展理论外延，激发学生的学习兴趣；在实践探索中，要通过深入浅出的概念理解，延续知识主线，联系科研实践，以实际案例探讨课堂知识点的科研及工程应用，实现课堂知识与科研活动的有力衔接。对于教学内容晦涩难懂、理解困难的问题，一方面引入有效的实验平台，如Matlab、LabView等，积极引导学生进行实践，使学生做到对原理本质能够理解，从而学会实际应用；另一方面运用信息技术，基于具体的语音或图像案例，编写参数可调的交互式演示程序，命名其可以更加真实形象地展示出来。此外，还应将微时代背景下的数字信号处理教学方法与传统的教学方法相结合，使泛在学习成为数字信号处理课程学习的有力辅助手段。
（二）大力强化综合能力
掌握专业知识是对学生学习的最基本要求。然而，随着社会的快速发展，社会对学生的要求越来越高，学生的内化能力越强，自我教育能力越强，也就越能适应社会的需要。因此，素质教育的全面发展观要求教育面向全体学生、全过程培养学生和全面发展学生，特别是高等教育在发展上更应偏重能力的培养和訓练。综合能力提升是大学生素质提高的主要表现之一。高校要以培养创新型卓越人才为目标，通过合理安排课堂教学内容，科学设计教学方法，使学生能够深刻理解和熟练掌握数字信号处理课程中所蕴含的科学思想，并能将这些思想运用到日后的工作和学习中。比如，在数字信号处理课程中讲授系统稳定性时，要让学生明白有反馈回路的系统才是一个稳定的系统，而这只是知识层面的传授。更重要的是要从系统论的高度理解，对于任何一个系统，比如一个教学系统，如果没有反馈（如课堂提问、提交课后作业、考试等），这个系统必将是一个不稳定的系统。再比如，在讲授数字滤波器设计时，教师不仅要告诉学生怎样利用模拟滤波器来设计数字滤波器，还要知道为什么要这么做，更重要的是要掌握这个转换过程中所蕴含的科学研究思想。因此，通过引导学生领悟数字信号处理算法的基本思想，对课本知识点进行外延拓展，让学生不仅学好课堂理论知识，更要让其在以后的工作学习中勤于思考，不断进取。
与此同时，还要在实践环节中提高学生的综合能力。一是基于教学实践活动，包括专项实验（如数字信号处理MATLAB仿真实验和基于DSP的数字图像处理实验等）和综合实践（如科研训练、专业课程设计和开放实验等），对学生所掌握的数字信号处理课程所蕴含的思想进行升华。二是基于科研实践活动，包括依托图像与信息处理科研团队公安部重点实验室和西安邮电大学—中国科学院西安光学精密机械研究所校所合作的科技创新创业平台，让学生接触到科研一线工作，了解产业发展的最新动态，提升学生的科研实践能力和创新创业能力。
（三）稳步提高学生创造性
学生在掌握了扎实的专业知识和具备了较强的综合能力后，是否就等于在实际工作和生活中面临各种问题时，能够创造性地提出新思路、新方法，有效地解决所遇到的困难呢？根据我们前期深入的研究和广泛的调查，结果显然不能令人满意。为此，本文尝试探索研究创新型人才培养模式。一方面，在数字信号处理课程教学过程中，要引入具体科研课题的研究，使学生以辩证唯物主义认识论为指导，明白任何一个知识点都不是孤立存在的，应进一步完善创新思维体系，提高学生自主学习和协作学习能力。首先，教师要利用在科研工作中积累的丰富实践经验，在课堂中对所讲授的知识点在实际中的应用等方面进行深入浅出的介绍，拓展学生的知识面和提高其学习兴趣。其次，要通过实验指导学生进行课外探究式学习等方式，加深学生对该课程知识的理解和掌握，提高学生对知识的综合运用能力，建立课堂教学与科研实践的紧密联系。
另一方面，要以校所协同育人机制为导向，加强能力和知识在实践中的综合有效运用。在实践中，要使学生接触到最前沿的数字信号处理技术之典型应用——图像处理专业技术，培养他们的创新思维；支持学生创新创业，依托前述校所合作科技创新创业平台，进行图像处理创新研究和科研实践；培养学生创业意识，引导学生将科研成果转化与创业相结合，使学生成为具有创新能力和创业能力的创新型人才。以此来解决教学实践中存在的种种无法解决的问题，提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创新能力，以达到提高人才培养质量的目的。
三、结语
本文将校所协同育人机制融入数字信号处理课程教学过程中，结合建构主义的最新理论研究进展，围绕高效传授专业知识、大力强化综合能力和稳步提高学生创造性等三个主要教学问题，探索研究创新型信息化人才培养模式。通过贯彻陕西省高校“四个一流”建设计划和陕西省科技厅、教育厅《关于科教协同，深化产学研合作，促进科技成果转化合作协议》文件相关精神，从培养创新型人才的社会需求出发，以数字信号处理教学团队省级精品课程教学平台为依托、以图像与信息处理科研团队公安部重点实验室为源泉、以西安邮电大学—中国科学院西安光学精密机械研究所校所合作科技创新创业平台为桥梁，通过将校所协同育人机制融入数字信号处理课程教学，探索研究创新型人才培养模式，为“四个一流”建设贡献力量。本文所述的教学实践活动，推进了数字信号处理课程教学方法、教学内容及教学设计的不断创新，形成了独具特色的创新型人才培养模式；同时更加科学合理地改进了数字信号处理课程的教学内容、教学方法和教学设计等，发展了实践教学体系，提高了学生的实践能力、创造能力和创业能力。另外，还为校所（企）合作发展提供了宝贵经验，为军民融合、产学研结合、通识教育和卓越人才培养等提供了理论参考，推进了科技创新创业平台建设，助力陕西省经济的快速发展和成功转型升级。
[ 参 考 文 献 ]
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[责任编辑：刘凤华]
数字信号处理论文范文第2篇
[摘 要] 为了提高“数字信号处理”课程的教学质量，在借鉴国内一流高校双语教学实践经验的基础上，将雨课堂信息化教学平台引入教学过程，开展了四轮双语教学实践。针对第一轮双语教学的实施过程中的问题，在第二轮至第四轮的双语教学中引入雨课堂智慧教学工具。教学实践表明，通过雨课堂教学平台可以有效提高课堂的师生互动，对双语教学效果的提升具有促进作用，为高校开展双语教学提供参考。
[关键词] 双语教学;雨课堂;数字信号处理;PBL教学理念
[基金项目] 2020年度防灾科技学院教育研究与教学改革项目“工程教育认证背景下高校学科基础课的教学模式改革与探索——以数字信号处理课程为例”（JY2020A01）、“应用地球物理创新创业实践平台的建设”（JY2020A06）;2021年度防灾科技学院教育研究与教学改革项目“基于科教融合的数字信号处理课程教学改革与实践”（JY2021A03）;2020年度防灾科技学院《数字信号处理》金课建设项目（JK202001）
[作者简介] 武 晔（1975—），女，內蒙古集宁人，硕士，防灾科技学院地球科学学院副教授，主要从事地球物理信号处理研究。
一、引言
教育部2001年印发的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》明确指出，为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学，特别指出信息技术等专业要先行一步，对于暂不具备直接用外语讲授条件的学校、专业，可以先实行外语教材、中文授课，分步到位[1]。自此以后，电子科技大学等国内高校积极响应并开展了双语教学的探索与实践，给出了有益的经验[2-13 ]。
防灾科技学院地球科学学院“数字信号处理”是地球物理学专业的专业基础课程，起着承上启下的重要作用，是后续重力、磁法、电法、地震等专业核心课及地球物理数字信号处理技术的先修课程。课程组主讲教师具有十多年的教学经验，熟悉学科知识结构，并参加过校内英语培训学习。在我校教改政策及经费的大力支持下，从2017年开始，课程组对该课程进行了双语建设和四轮自然教学班的双语教学实践。下面阐述具体实施过程、存在的问题和解决措施及下一步的思考。
二、双语课程建设与实践
（一）第一轮双语课程建设与实践
2017年第一轮双语教学实施过程中，基本采用了保持型双语教学模式。教材以中文教材为主，英文原版教材为辅。所选中文教材是北京大学出版社出版的程乾生所著《数字信号处理》（第二版）和科学出版社出版的万永革所著《数字信号处理的MATLAB实现》（第二版），所选英文原版教材是由科学出版社2012年出版的国外高校电子信息类优秀教材（英文影印版）美国东北大学V.K.Ingle和J.G.Proakis所著《Digital Signal Processing Using MATLAB》（第三版）。教案是中英文结合，习题主要采用英文。授课语言主要是中文，科学术语使用英文。期末考试采用闭卷形式，其中英文试题占80%。选用爱课程网站北京航空航天大学王俊主讲的《数字信号处理》课程和麻省理工学院
A.V.Oppenheim主讲的《模拟与数字信号处理》开放课程作为网络视频资源，要求学生自主学习。第一轮的双语教学目标是结合英文教材，掌握学科概念、方法原理、算法实现及应用。
第一轮双语教学结束后，及时进行总结，发现主要存在以下几个问题：（1）中英文结合的教案及PPT课件，不利于学生把英语作为工具获取知识;（2）课后学生基本上使用中文教材，阅读英文原版教材的较少;（3）所选用的英文原版教材强调方法的实现而弱化方法理论的推导，更适合实验环节使用。
（二）第二至四轮双语课程建设与实践
针对第一轮双语教学发现的问题，后面三轮教学在以下几个方面做了较大幅度的调整和改进。
1.选用英文原版教材。在考虑了教材的先进性和广泛性之后，选用的英文影印版教材是
《Digital Signal Processing—Principles，Algorithms，and Applications》（Fourth Edition）（John G.Proakis和Dimitris G.Manolakis著）。该教材内容细致，分析透彻，而且有中文翻译版，方便学生对英文教材不理解的地方进行查阅，不会因为阅读太吃力太花费时间而放弃阅读英文教材。
2.制定教学大纲，制作全英文教学材料。在认真阅读和消化英文教材后，编写了英文教学大纲、全英文PPT课件、全英文上机实验指导书、典型英文习题解答及相应的MATLAB实现，并上传我校课程资源平台，方便学生课前下载预习、课后复习。
3.选择中英混合教学语言。考虑到我校学生的英语水平参差不齐和教师的英语口语水平有限，为了保证课堂90%以上的学生能够通过英语理解基本概念和重难点，在制作全英文PPT课件的过程中，尽量把一个完整知识点的有关内容都在PPT上呈现出来，只在教学环节之间采用简单的口语。另外，如果学生对某处难点不太理解，则随机采用中文再解释或推导一遍。实践表明，这种方法尽管教师课堂大部分用英语讲授，由于涉及专业术语的句子学生都可以看到，所以基本不影响学生的理解。但是该方法也存在缺点，那就是备课时间是通常备课时间的2～3倍。
4.改革教学手段，采用雨课堂智慧教学工具。雨课堂是清华大学于2016年4月推出的智慧教学工具。雨课堂可以有效地为教学提供信息数据支持，促进师生互动，已经被广泛应用到实际教学中。我校于2018年9月实现了校园高速网络全覆盖，为实施线上教学提供了基础保障。为了提高课堂学习效率，课程组将雨课堂应用于“数字信号处理”课程的教学全过程。
在课前预习环节，主要是从下次课的教学内容中提炼出问题，并以任务的形式推送到学生手机端，学生可以通过教材及网络资源自主查阅并思考答题。
在课堂环节，首先结合实际应用提出情境问题，围绕问题展开分析阐述及结论的推导;接下来对典型例题进行分析讲解，紧跟着是“练”，借助雨课堂，可以方便快捷地将事先插入在课件中的习题发送到学生手机端，同时教室的大屏幕可以实时观察到学生提交答案的情况，教师可以依据学生的做题速度，分别选择延长做题时间或者收题;接下来，教师可以找做题既快又对的学生进行讲解，课后教师可以从做题速度和正确率分析每个学生的特点，下次课可以特别注意做错题的同学在课堂上是否认真听课，进而可以有针对性地寻找做错题的原因。
实践表明，90%以上的学生在课堂可以理解所学概念及方法原理。然而，如果课后不花时间阅读教材内容和完成作业，那么课堂所学内容在一周后就会遗忘干净，难以实现知识内化和应用;因此，课后作业和课后阅读对巩固知识内容和加深理解是必不可少的。然而传统的批改作业不能及时反馈给各个学生，对于提高学习效果非常不利。
在课后环节，为了及时把作业中的错误反馈给学生，首先对学生进行分组，每组约5～6名学生。要求每个学生写完作业后拍照上传到班级学习讨论群，同时发送给组长，教师可以利用碎片时间对积极提交的作业和组长的作业及时进行语音肯定和纠错。由于这种纠错全班同学都可以收到，所以在无意中所有学生都得到了学习。组长在下次上课前对组员的作业情况进行汇报，教师针对作业中出现的问题集中进行个别辅导。
教学实践表明，雨课堂的互动、反馈及大数据分析对提高教学效果具有明显的积极作用。
三、第二至四轮双语课程实践效果
从第二轮双语教学实践得出，学生是决定双语教学成败的主要因素。在第二轮双语教学的授课过程中，教师明显感觉学生的情绪前后有较大变化。以期中考试为界限，在期中考试前，特别是刚开学阶段，学生对手中的英语原版教材充满了忧虑和恐惧;在随后的两个月里，学生明显表现出很大不同，课后认真阅读和做作业的学生课上可以快速完成习题，课后没有认真做作业和阅读的学生感到非常吃力，甚至部分学生认为英语水平差是导致无法理解知识内容的唯一原因。面对眼前的困难，教师及时冷静分析原因，部分学生英语水平差确实会导致跟不上大多数学生的上课节奏，然而从以往的教学经验来看，即使是用中文教学，由于该课程具有深奥难懂的特点，也会有10%左右的学生跟不上大多数学生的上课节奏，所以学生的英语水平差不是制约学习效果的根本原因。那么究竟是什么因素导致部分学生对使用原版教材进行学习有抵触情绪呢？通过仔细分析雨课堂的随堂测反馈及其他数据、课后作业情况及课堂的听课态度，认为学生的重视程度和努力程度是影响学习效果的主要因素。因此，教师一方面积极进行引导，强调使用英语学习学科知识对他们未来发展的好处;另一方面积极寻求方法消除学生的消极心理。期中测验过后，尝试采用“演讲”方式，学生依次上讲台采用中英结合讲解习题，该方法成功地消除了部分学生的消极心理，树立了使用英语也可以学好的信心，为下一阶段的学习打下了良好的心理基础。
除了任课教师及时发现问题并解决问题，校院两级教学质量督导对该课程进行了跟踪听课，给予了充分肯定，同时提出了宝贵建议。此外，学生对任课教师的评教分数每年都高于90分，说明大部分学生对教师授课较为满意。
课程结束后，依据考试大纲进行闭卷考核，六类试题全部为英文，要求学生尽量用英文答题。总成绩=期终考试×50%+平时成绩×30%+期中测验×20%。平时成绩包括考勤、作业和上机实验。图1为两个自然教学班的期末成绩分布，从中可以看出，成绩分布较为合理。从学生对基础知识的掌握角度来讲，双语教学基本达到了教学目标，说明教学改革起到了一定的积极作用。
对2016级的四个教学班的153名学生（不包括留级的2名学生，他们没有上课）进行了匿名问卷调查。表1为问卷题目及统计结果，表2为分班统计数据，图2为所有学生在期中考试前后选A和选B的对比图，图3为不同班级学生在期中考试后选A的对比图。
尽管问卷题目的选项较少，仍然可以反映出一些特点。首先，从图2可以看出，期中考试后，希望使用英文原版教材，认为使用英文原版教材有收获，希望课堂语言以英文加上必要的中文，对课堂全英文课件加板书的方式比较满意的比例有所提升。从图2还可以看出，期中考试后，学生课后花在阅读英文教材方面的时间有所增加，更容易读懂英文试题，对所学内容掌握更好，认为双语教学成功的比例更大，反映出学生基本慢慢适应了英文教材和双语教学。这也说明，学生在花费大量时间学习和阅读英文教材后，感受到英文教材的细致、富有启发性和前沿扩展性的特点。所以，双语教学中当学生有抵触情绪时，教师不能着急，要认识到这是一个循序渐进的过程，相信在对学生持续不断的鼓励下，一定可以有所收获。其次，从图3可看出，不同班级学生对双语教学表现出不同的态度。1650111班和1650151班的学生对双语教学表现出较大程度的认可，1650152班的学生表现出较小程度的认可。可见，取得好的教学效果，除了与学生个人、教师有密切关系，还与班级氛围等因素有关。
四、存在問题及改进设想
教学改革短时间内要取得明显成效并不容易，双语教学中仍存在两个突出问题：（1）学生阅读英文教材普遍存在困难;（2）英语原版教材的内容多、信息量大，在有限的课时内很难讲完。
今后的双语教学拟从以下几个方面加以改进：（1）引入以问题为导向（Problemed-Based Learning，PBL）的教学理念，启发学生思考地球物理信号处理中需要解决的前沿问题，以专业前沿问题激发学生的学习兴趣。（2）利用雨课堂工具进一步加强互动教学和个性化教学。充分利用雨课堂的随堂测加强课上互动，利用课后不下线特点，及时将作业情况反馈给学生，并根据学生的不同层次特点进行分组，给不同的组以不同的任务，努力培养具有创新精神的人才。（3）努力提高教师的业务素质和英语水平。双语教学质量的提高，需要学生的努力，同时需要教师具备扎实的专业知识及熟练的英语听、说、读、写能力。出国进修是提高教师英语能力的有效途径，如果由于各种原因没有机会出国，那么通过国外优秀教学资源（比如Metel、MyET）进行自学也可以有效提高专业技能和英语口语能力。
總之，双语教学是培养高素质人才的迫切需求，有利于学生今后的学习和工作，有利于师生接触英文资料、掌握专业领域前沿动态，而对于双语教学中存在的问题需要进一步思考和解决。
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Practice of Bilingual Teaching of Digital Signal Processing Course Based on Rain Classroom
WU Ye1，2， GU Guan-wen1，2， KANG Jian1，2， SUN Shou-cai1，2， WAN Yong-ge1，2
（1. Department of Earth Sciences， Institute of Disaster Prevention， Sanhe， Hebei 065201， China;
2. Beijing Disaster Prevention Technology Co. Ltd， Beijing 101100， China）
Key words： bilingual teaching; Rain Classroom; Digital Signal Processing; PBL teaching concept
数字信号处理论文范文第3篇
摘要：本文讨论了生物特征识别技术的发展趋势，结合人脸识别分析了生物特征识别技术需要高性能的数字信号处理器的原因，并简单介绍了Blackfin处理器的特点，指出正是由于Blackfin处理器的这些特点，使得该处理器非常适合作为嵌入式系统中的计算核心，以便将人脸识别等生物特征识别技术移植到嵌入式系统。
关键词：生物识别；微控制器；Blackfin；MSA
引言
生物特征识别技术是指利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴别认证的技术。生物特征识别技术包括采用人体固有的生理特征(如人脸、指纹、虹膜、静脉)进行的身份认证技术和利用后天形成的行为特征(如签名、笔迹、声音、步态)进行的身份认证技术。与传统的身份鉴定手段相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有如下优点：(1)不会遗忘或丢失，(2)防伪性能好，不易伪造或被盗，(3)“随身携带”，随时随地可用。正是由于生物特征身份识别认证具有上述优点，基于生物特征的身份识别认证技术受到了各国的极大重视。
生物特征识别技术及其发展趋势
目前，常用的生物特征识别技术所用的生物特征有基于生理特征的如人脸、指纹、虹膜，也有基于行为特征的如笔迹、声音等。下面就这些常见的生物特征识别技术的特点及其发展趋势作一简单介绍。
人脸识别
人脸识别作为一种基于生理特征的身份认证技术，与目前广泛应用的以密码、IC卡为媒介的传统身份认证技术相比，具有不易伪造、不易窃取、不会遗忘的特点，而人脸识别与指纹、虹膜、掌纹识别等生理特征识别技术相比，具有非侵犯性、采集方便等特点。因而人脸识别是一种非常自然、友好的生物特征识别认证技术。
人脸识别技术包括图像或视频中进行人脸检测、从检测出的人脸中定位眼睛位置、然后提取人脸特征、最后进行人脸比对等一系列相关的技术。
最早的人脸识别系统建成于20世纪60年代，该系统以人脸特征点的间距、比率等参数作为特征，构建了一个半自动的人脸识别系统。此时的人脸识别研究多集中于研究如何提取特征点进行人脸识别，如人脸特征器官(眼角、嘴角、鼻孔)的相对位置、大小、形状、面积及彼此间的几何关系等。由于这些特征点难以准确定位、鲁棒性差，因而采用这些方法的人脸识别系统的性能都很低。
自20世纪80年代开始，人脸识别技术出现了基于面部图像的方法。与基于特征点的方法相比，基于面部图像的方法不是提取人脸特征器官这一高层特征，而是将人脸作为一个图像整体，从图像中提取反映人脸特性的特征如DCT变换特征、小波特征、Gabor特征等等。基于面部图像的方法由于利用了更多的底层信息，以及统计模式识别方法的引入，使得这类方法具有非常高的识别率和非常好的鲁棒性。由于基于面部图像的人脸识别算法具有很高性能，目前已经出现了不少推广人脸识别技术的厂商，如国内的北京海鑫科金高科技股份有限公司、国外的LIID等。
为了评测基于面部图像的人脸识别算法的性能。美国ARPA和ARL于1993年至1996年建立了FERET数据库，用于评测当时的人脸识别算法的性能。共举行了三次测试FERET94、FERET95、FERET96。FERET测试的结果指出，光照、姿态和年龄变化会严重影响人脸识别的性能。
FERET的测试结果也表明了基于面部图像的方法的缺点。人脸是一个三维非刚体，具有姿态、表情等变化，人脸图像采集过程中易受到光照、背景、采集设备的影响。这些影响会降低人脸识别的性能。
为了克服姿态变化对人脸识别性能的影响，也为了进一步提高人脸识别性能，20世纪90年代后期，一些研究者开始采用基于3D的人脸识别算法。这些算法有的本身就采用三维描述人脸，有的则用二维图像建立三维模型，并利用三维模型生成各种光照、姿态下的合成图像，利用这些合成图像进行人脸识别。
2000年后，人脸识别算法逐渐成熟，出现了商用的人脸识别系统。为了评测这些商用系统的性能，也作为FERET测试的延续，美国有关机构组织了FRVT2000、FRVT2002、FRVT2006测试。测试结果表明，人脸识别错误率在FRVT2006上下降了至少一个数量级，这种性能的提升在基于图像的人脸识别算法和基于三维的人脸识别算法上都得到体现。此外，在可控环境下，虹膜、静态人脸和三维人脸识别技术的性能是相当的。此外，FRVT2006还展现了不同光照条件下人脸识别性能的显著提高，最后，FRVT2006表明人脸自动识别的性能优于人。值得一提的是，清华大学电子工程系作为国内唯一参加FRVT2006的评测的学术机构，其人脸自动识别性能优于人类。
FRVT2006为人脸识别后续的研究指明了方向，人脸识别中光照、年龄变化依然对人脸识别性能有很大影响，二维人脸识别的性能不比三维人脸识别差。
指纹识别
指纹识别技术是指通过比较不同人指纹中的特征点不同来区分不同人的身份。指纹识别技术通常由三个部分组成：对指纹图像进行预处理。提取特征值，并形成特征值模板。指纹特征值比对。
指纹图像预处理的目的是为了减少噪声干扰的影响，以便有效提取指纹特征值。常用的预处理方法有图像增强、图像平滑、二值化、图像细化等。
特征提取的目的就是从预处理后的指纹图像中，提取出能够表达该指纹图像与众不同的特征点的过程。最初特征提取是基于图像的，从图像整体中提取出特征进行比较，但该方法的精度和性能较低。现在一般采用基于特征点的方法，从图像中提取反应指纹特性的全局特征(如纹形、模式区、核心区、三角点、纹数等)和局部特征(如终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点等)。得到特征点后就可以对特征点进行编码形成特征值模板。
指纹特征值比对就是把当前获得的指纹特征值与存储的指纹特征值模板进行匹配，并给出相似度的过程。
虹膜识别
虹膜相对而言是一个较新的生物特征。1983年，Flom与Safir申请了虹膜识别专利保护，使得虹膜识别方面的研究很少。1993年，Daugman发表了关于虹膜自动识别算法的开创性工作，奠定了世界上首个商业虹膜自动识别系统的基础。随着Flom和Safir专利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜数据集的提供，虹膜识别算法的研究越来越蓬勃。ICE2006首次对虹膜识别算法性能进行了测试。
虹膜识别中需要解决如下两个难点问题：一是虹膜图像的获取，二是实现高性能的虹膜识别算法。
生物特征识别产品的发展趋势
生物特征识别产品逐步从单一PC处理，
转变为分布式计算。用独立的前端独立设备来完成生物特征的采集、预处理、特征提取和比对，而用中心PC或服务器完成与业务相关的处理。阐述这种方式较之传统方式的优点一由于前端采用嵌入式设备，因而自然提出了对数字信号处理器的要求。
生物特征识别技术对数字信号处理的挑战
为了获得更好的性能，研究者们从算法上、应用厂商从应用上对生物特征识别技术进行改进。这些算法根据不同生物特征的特点，采用新的数学模型，有效解决了现有算法的不足，使得生物特征识别技术性能上了一个新台阶。新的数学模型，较之以往的模型更为复杂，计算量更大。为了能够有效的在数字信号处理器上实现这些算法，要求数字信号处理器有更强的处理能力。我们下面结合人脸识别具体说生物特征识别技术对数字信号处理的挑战。
传统数字信号处理中核心算法之一就是傅立叶变换，该变换在通信、图像传输、雷达、声纳中都有很大的作用。但是，在相当长的时间里，由于傅立叶变换的计算量太大，即使采用计算机也很难对问题进行实时处理，所以并没有得到真正的运用。直到傅立叶变换的快速算法即快速傅立叶变换发现后，傅立叶变换的运算量大大缩短，从而使傅立叶变换在实际中得到了广泛的应用，也使得在数字信号处理器上实现傅立叶变换成为了可能。
尽管傅立叶变换对数学、物理产生了深远的影响，但对于大多数应用例如人脸识别而言是远远不够的。比如说人脸图像中，眼睛所含有的信息较其他部分对识别而言非常重要，需要找到一种方法，提取出眼睛这部分重要的信息，并尽量降低不重要的信息对识别的影响。这就需要对人脸图像进行局部分析。然而，傅立叶变换无法进行局部分析，使得傅里叶变换在人脸识别中的应用很有限。
为了提高性能，研究者将数字信号处理领域中新的复杂的变换如Gabor变换、小波变换引入人脸识别中，采用这些变换进行局部分析，提取出对人脸识别有用的特征，从而大大提高了人脸识别的性能。然而，Gabor变换和小波变换的计算量较之傅立叶变换而言非常大，为了在嵌入式设备上实现人脸识别系统，需要高主频、高性能的数字信号处理器来实现，这就对数字信号处理器的设计提出了一个很大的挑战。
从应用角度而言，为了良好的交互性，在实现人脸识别系统时，要求实时实现从视频采集到人脸识别全过程完成(或者至少在1～2秒钟内实现)，否则，给人的感觉就不自然、不流畅。因而，从良好的交互性角度而言，在嵌入式设备上实现人脸识别系统需要高性能的数字处理器。
ADI公司的Blackfin系列处理器是一类专为满足当今嵌入式音频、视频和通信应用的计算要求和功耗约束条件而设计的新型16～32位嵌入式处理器。Blackfin处理器基于由ADI和Intel公司联合开发的微信号架构(MSA)，它将一个32位RISC型指令集和双16位乘法累加(MAC)信号处理功能与通用型微控制器所具有的易用性组合在了一起。这种处理特征的组合使得Blackfin处理器能够在信号处理和控制处理应用中均发挥上佳的作用—在许多场合中免除了增设单独的异类处理器的需要。该能力极大地简化了硬件和软件设计实现任务。
目前，Blackfin处理器在单内核产品中可提供高达756MHz的性能。Blackfin处理器系列中的新型对称多处理器成员在相同的频率条件下实现了性能的翻番。Blackfin处理器系列还提供了低至0.8V的业界领先功耗性能。对于满足当今及未来的信号处理应用(包括宽带无线、具有音频/视频功能的因特网工具和移动通信)而言，这种商性能与低功耗的组合是必不可少的。
Blackfin处理器具有如下特点：
高性能处理器内核。Blackfin处理器架构基于一个10级RISCMCU/DSP流水线和一个专为实现最佳代码密度而设计的混合16/32位指令集架构，该架构很适合于全信号处理/分析能力。这种架构，使得人脸识别中的复杂的数字信号处理运算在Blackfin上很容易实现。
高带宽DMA能力。人脸识别中需要对图像块进行操作，这就涉及到内存数据存取。采用Blackfin的DMA控制器可以自动数据传输，所需的处理器内核开销极少。这样可以将宝贵的处理器的运算能力用于人脸识别的计算，减小数据存取对性能的影响。
·视频指令。人脸识别中最常进行的操作就是对像素值进行处理，Blackfin处理器具有对8位数据以及许多像素处理算法所常用的字长的固有支持，大大提高了人脸识别的处理速度。
·分层存储器。Blackfin具L1 Cache和L2Cache两级Cache，由于Cache较之外部存储器具有更快的存取速度，因而，在人脸识别时，可以把运算密集的代码放在L1 Cache或L2 Cache中，这样可以有效提高处理速度。
上述Blackfin处理器特点表明。Blackfin系列处理器非常适合处理需要高性能运算能力和高数据吞吐量的生物特征识别技术。
目前，Hisign已经将人脸识别的算法移植到ADI的Blackfin上，性能正在优化中。请继续关注。
结语
本文讨论了生物特征识别技术的发展趋势，结合人脸识别分析了生物特征识别技术需要高性能的数字信号处理器的原因，并简单介绍了Blackfin处理器的特点，指出正是由于Blackfin器的这些特点，使得该处理器非常适合作为嵌入式系统中的计算核心，以便将人脸识别等生物特征识别技术移植到嵌入式系统。
数字信号处理论文范文第4篇
如 何对数字电视信号进行有效的监测和可量化的管理已成为各个有线电视播出和监测部门普遍关心的问题。数字电视包含了更多与传统模拟信号所截然不同的新技术，播出信号指标的优劣对于远端接收质量的影响更大。另外，数字电视播出后势必带来节目数量的大大增加，在数字电视播出后的相当长的时期内，模拟信号依然照常播发。这给播出监测工作增加了极大的难度，应用传统的电视屏幕进行人工监视已经十分困难。对此,本文就数字电视信号的监测进行了粗浅的探讨。
随着广播电视数字化的逐步深入，全国各地的省、市广电局和广电网络公司都在积极的构建自己的数字电视平台。数字电视的迅速普及为我国有线电视行业的发展提供了广阔的前景，同时，也对传统的电视编播体制提出了挑战。特别是有线电视播出和监测部门，处于体制变革和技术更新的最前沿，能否顺利完成模拟播出到数字播出的转换，是关系到数字电视健康发展的关键所在。那么，如何对数字电视信号进行有效的监测和可量化的管理就成为各个有线电视播出和监测部门普遍关心的问题。
数字电视播出和模拟信号有诸多不同，首先，播出设备的复杂程度大大提高了，使得系统维护和故障排除变得相对困难。其次，数字电视包含了更多与传统模拟信号所截然不同的新技术，播出信号指标的优劣对于远端接收质量的影响更大、更无法预知，而且,对数字信号的评估指标和模拟信号也不尽相同。另外，数字电视播出后势必带来节目数量的大大增加，不仅如此，在数字电视播出后的相当长的时期内，模拟信号依然照常播发。所有这些，都给播出监测工作增加了极大的难度，应用传统的屏、墙进行人工监视已经十分困难。对此,本文就数字电视信号的监测进行粗浅的探讨。
数字电视信号的监测主要是对数字电视码流的监测。数字码流根据其来源可分为：编码器输出TS流、数字卫星接收机输出TS流、多协议适配器输出TS流、复用器输出TS流、独立加扰器输出TS流、其它TS流、及QAM调制后经解调恢复的TS流。对于数字的码流分析，主要有码流协议、码流结构、SI表格信息分析、EPG节目指南、TR101290实时测试、码率测试、时钟PCR分析、QAM分析等。数字电视码流监测包括监测TR 101-290定义的三个优
先级的内容以及TS流的基本结构信息、带宽码率、PSI/SI信息、PCR分析和语法分析等。
TR 101-290定义的三个优先级
DVB系统测量标准之一TR 101-290定义的三个优先级，是数字电视码流监测的一项主要内容。通过这三个优先级的监测，可以检验被监测的码流是否符合MPEG-2和DVB标准。这三个优先级都包含许多不同的参数。TR 101-290三个优先级的监测包括三个优先级下的所有参数。当然，也可以根据需要监测一个或几个参数，能够实时检测哪一个优先级下哪一个参数出现错误和错误的个数。特别是对于连续计数错误、传输字节错误、PCR抖动错误、PCR传输间隔错误，还应该通过监测系统获取其出现错误的PID号和包序号，以便进一步分析数字信号的错误信息与接收图像质量的对应关系。
1、TR 101-290的第一优先级
（1）同步错误(TS Sync Loss)
同步错误是衡量传输流质量的最重要的指标。传输流失去同步，表明传输过程中有一部分数据丢失，将直接影响解码后画面的质量。严重的同步丢失现象则表明传输中断，同步字节出现错误。
（2）同步字节错误(Sync Byte Error)
同步字节错误和同步错误的区别在于传输数据包长为188字节或204字节，但同步字头的标准值为0×47，当出现同步字节错误时，同步字头的值为其他数值，表明在传输过程中部分数据出现错误，可能导致接收时出现马赛克，严重时导致解码器解不出信号。
（3）包识别丢失(PID Missing)
检测数据流中各套电视节目的图像/声音数据是否正确。PID丢失，将导致该套节目无法正确解码。
（4）节目相关表(PAT)错误
PAT在DVB标准中用于指示当前节目及其在数据流中的位置。PAT丢失，将导致解码器无法搜索到相应的节目包，使得接收端收不到图像。如果PAT超时，则解码器工作时间延长。
（5）节目对照表(PMT)错误
PMT在DVB标准中用于指示该套节目视/音频数据在传输流中的位置。某一套节目的PMT丢失，将导致解码器找不到该套节目视/音频数据，使得接收端收不到图像或声音。PMT传输超时，将影响解码器切换节目时间。
（6）连续计数错误(Cont Count Error)
对于每一套节目的视/音频数据包而言，连续计数错误是一个很重要的指标。传输流包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、错包、包重叠等现象，将导致解码器不能正确解码，图像出现马赛克等现象。
2、TR 101-290的第二优先级
（1）数据传输错误(Transport Error)
TS包数据在复用/传输过程中出现错误，包头标识位置被置为1，表明包已损坏，通过监测TS包的错误，可以监测码流是否连续及稳定。
（2）循环冗余校验(CRC)
节目专用信息(PSI)和服务信息(SI)出现错误，可以由CRC计算出来，以指明该包是否可用。PAT、PMT出现连续错误，将影响解码器对某一节目的正确解码。
（3）节目参考时钟间隔错误(PCR Discount)
PCR用于恢复27MHz系统时钟，每40ms传输一个。PCR间隔错误，将导致接收端的时钟抖动或漂移，影响画面显示时间。
（4）节目参考时钟抖动错误(PCR Jitter Error)
PCR抖动将影响接收端系统时钟的正确恢复，解码时会出现马赛克现象，严重时不能正常显示图像。
（5）播出时间标记(PTS)错误
在DVB标准中规定PTS每700ms传输一次，PTS传输超时将影响图像正确显示。
3、TR 101-290的第三优先级
（1）网络信息表(NIT)错误
NIT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示网络状态信息。
（2）业务描述表(SDT)错误
SDT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示信道节目的信息。
（3）每路信息表(EIT)错误
EIT标识错误或传输超时，会导致解码器无法正确显示每套节目的相关服务信息。
此外，还有业务信息重复错误(SI Repletion Error)、缓冲器错误(Buffer Error)、运行状态表错误(RST Error)、TDT错误(TDT Error)、空缓冲器错误(Empty Buffer Error)和数据延迟错误(Data Delay Error)。
使用比较先进的监测设备，甚至可以检测NIT、SDT、EIT中具体错误的根源，例如NIT_Actual_Error、NIT_Other_Error、SDT_Actual_Error、SDT_Other_Error、EIT_Actual_Error、EIT_Other_Error、EIT_PF_Error等。相对而言，第三优先级相关数据的错误对接收端的解码及其图像质量产生的影响较小，因而一些监测设备对第三优先级中一些参数不做检测，或在监测设置上可以取消对其检测，例如缓冲器错误、空缓冲器错误和数据延迟错误。
在数字电视系统中选择上述参数作为监测对象是十分必要的。其中第一、第二优先级中的参数直接关系到TS码流能否被正确解码，以及解码后节目图像和伴音的效果。这三个优先级是数字电视质量的客观技术指标，但它们不能直接用于图像质量的主观评价，这是数字电视监测与模拟电视监测的重要区别之一。
TS流的基本结构信息
TS流的基本结构信息监测包括TS流的信息构成、TS包的包长、PSI/SI表的传输间隔、传输流的ID、PID的数量、网络ID和网络名称。
TS流的信息构成是指整个TS流所包含的节目数量、每个节目的节目号和节目名称、节目是否被加密等信息。其实，这些信息都是从PSI/SI中提取的简单信息。节目数量可以靠分析PMT表的数量而获得；节目号就是Service_ID的值，并且应该和复用器、EPG上的配置相对应；节目名称来自SDT表下对应子表Service_Descrip-
tor下的字段Service_Name；而节目是否被加密可以通过CAT表和EMM、ECM确定。因为PSI/SI中包含了大量的信息，建议单独分出来，在需要的时候再进行细致的分析。
对于一个有众多节目来源的播出前端来说，能够掌握传输流的ID、PID的数量、网络ID和网络名称是非常重要的。
带宽码率监测
带宽码率监测包括整个TS流总码率的最小值、最大值、有效值、当前值、TS流中每路节目的码率和所占带宽的比率、PSI/SI中每个表的码率、空包率和其它数据的码率。
监测TS流的总码率，可以防止TS流瞬间超过带宽而影响传输和接收，同时也为一个通道的节目规划设置提供了重要的参考。
监测TS流中每路节目的码率，可以掌握每路节目的播出状况。尤其是在统计复用的情况下，当不同优先级别的节目因瞬间码率过高而使预先设置的总带宽溢出时，可能会为了保证优先级高的节目的效果而强行对优先级低的节目降码率，结果影响优先级低的节目在接收端的效果。这些都可以通过监测TS流的节目码率而及时掌握和处理。
PSI/SI分析
数字电视业务信息由PSI和SI两部分构成。PSI是MPEG-2规定的，它由PAT、PMT、CAT和NIT 4个表构成，其中PAT、PMT表最为重要。SI是DVB标准规定的，它由BAT、SDT、EIT、RST、TDT、TOT、ST、SIT和DIT 9个表构成，其中BAT、SDT、EIT和TDT是强制性的。PSI/SI由“表”和“描述符”构成。表是PSI/SI的基本结构，针对特定用途，PSI/SI中规定了一系列表来实现它；表由变量和描述符组成。描述符提供了更多的描述功能。
1、节目关联表(PAT)———针对复用的每一路业务，提供相应的PMT的位置(TS包的包标识符的值)和NIT的位置。
2、节目映射表(PMT)———标识并指示组成每路业务的流的位置，及每路业务的节目时钟参考(PCR)字段的位置。
3、条件接收表(CAT)———提供复用流中条件接收系统的有关信息。这些信息属于专用数据，并依赖于条件接收系统。当有EMM时，它还包括EMM流的位置。
4、网络信息表(NIT)———提供有关物理网络的信息。
5、业务群关联表(BAT)———提供业务群相关的信息，包括业务群的名称及每个业务群中的业务列表。
6、业务描述表(SDT)———包含描述系统中业务的数据，例如业务名称、业务提供者等。
7、事件信息表(EIT)———包含与事件或节目相关的数据，例如事件名称、起始时间、持续时间等。不同的描述符用于不同类型的事件信息的传输，例如不同的业务类型。
8、时间和日期表(TDT)———给出与当前时间和日期相关的信息。由于这些信息更新频繁，所以需要使用一个单独的表。
分析PSI/SI，可以了解被监测的TS流的复用结构、每个PMT表的PID、每路节目PCR的PID、视/音频的PID、SDT和EIT的详细信息。如果被监测的是加密的TS流，还可以通过分析PSI/SI获取相关加密信息。
PCR监测
1、PCR分析
一般的监测系统在TR 101-290第二优先级中，只是给出PCR的错误个数和出错PCR的PID，并把PCR的具体分析作为一个单独的模块。PCR分析包括PCR的精度分析和PCR的间隔分析。
2、PCR的精度
PCR的错误范围是由允许偏离正确PCR值的最大值确定的，称为PCR精度。通常PCR的精度设置为±500ns。
3、PCR的间隔
指两个连续的PCR之间最大的间隔时间，DVB的默认值是40ms，MEPG-2的默认值是100ms。
PCR的精度和间隔的设置会直接影响TR 101-290第二优先级中对PCR的监测，因此必须严格遵循TR 101-290的标准，不要随意修改这两项设置。
随着数字电视服务项目的增多，如多通道音频、图文电视和数据广播等，不能仅凭电视墙来监测其播出内容。这是因为数字电视信号质量的劣化没有渐变过程，在“可见损伤”尚未出现时，就已经没有了置信度。所以只有靠预警和实时置信监测才可保证图像质量。特别是数字电视系统集成是一项庞大、复杂的工程，从前端到后端，无论哪个环节出了差错，都将导致整个系统的瘫痪，为了迅速有效地找出故障源，解决问题，缩短系统集成时间，需要使用码流分析仪。码流分析仪可对MPEG-2码流传输质量进行监测、故障诊断和隔离，是数字电视播出和传输系统的眼睛。码流分析仪可分为两类：一类是指标鉴别级工具，它对应于以实时与非实时、固定点与非固定点随机检测，兼有判别性测试作用；另一类是指标鉴定级工具，它能对流测试中任何参数变异进行鉴定，并能对外围测量环境进行辅助鉴定，直至进行自动化码流监测与监控。如泽华源公司的SPA-11P码流分析仪，是一款功能强大、轻巧便捷的MPEG2/DVB码流处理设备。该设备采用目前最先进的嵌入式系统结构，使用高性能RISC CPU、大容量动态存储器和Linux操作系统,完全凭借强大的硬件处理能力对TS流进行全面解析。对计算机性能的依赖低，能够配合笔记本电脑、台式机和服务器等各类计算机工作，并且可以连接到网络上进行远程访问和控制。具有配置灵活，运行稳定，使用方便和性价比高的特点。该款码流分析仪在原有的码流录入、播发、分析等功能基础上增加了RF信号分析的数字电视网络检测功能（星座图、S/N、MER、BER、EVM、载波功率、电平等）和数据广播分析功能，另外还增加了TS文件语法分析、原始数据查看以及数据导出功能。
数字电视信号的监测是一项十分重要的工作。只有对播出质量和稳定性进行可靠保障，才能保证数字电视系统的正常运行。
数字信号处理论文范文第5篇
【摘要】目前，数字电视信号是传输电视信号的一种重要的方式。在本文中，简单描述了数字电视信号的基本概念以及传输的基本标准，阐述了现阶段3G和SDH两种主要的传输技术以及各自的特点。
【关键词】数字电视；信号传输技术；3G；SDH
通常情况下，数字电视将有电视台发出的声音以及图像方面的信号通过数字的调制以及压缩之后，最终会形成数字电视的信号，该信号通过地面的有线电缆或者无线广播以及卫星等进行传送，之后由数字电视进行接收。
1.基本概念
现阶段，数字电视信号传输指的主要是将由信源发出的模拟信号进行信源编码之后成为数字信号，由终端发出的那些数字信号进行信道编码最终成为能够进行信道传输的数字信号，之后通过调制器在数字信道上进行信号的调制，最后将信号传输到对端以及信宿。
2.基本标准
最早出现的数字电视技术是在欧洲，早在上个世纪的八十年代，欧洲有着比较先进电视技术的国家就开始进行数字电视技术的相关研究，同时诞生出了三代数字电视节目的广播，那时已经算是比较先进的数字技术。在1995年时，数字电视的相关标准正式在美国通过。下一年，法国第一个进行了数字卫星电视的商业性广播，这就引起了数字电视技术在世界范围的广泛发展。在2012年时，国际电信联盟通过了我国的地面数字电视的相关传输标准。
3.简单介绍3G和SDH技术及其特点
3.13G技术及其特点
我们知道，3G属于第三代移动通信的一个简称，指的主要是一种移动通信技术，该技术在很大程度上支持传输高速数据。该技术的服务可以对声音和数据信息进行同时传送。现阶段，3G技术主要有着四种基本的标准，分别为：TD-SCDMA，WCDMA，CDMA2000以及WiMAX。
相比于比较传统的电视信号的传输手段，3G技术有着很多显著的特点，具体包括：低廉的费用、传输设备以及操作比较简单、不会受到空间和时间的限制、不需要进行预约、实现无线可移动等。
3.2SDH技术及其特点
SDH技术属于是光纤传输的一种体制，主要能够实现模块的同步传送，其中模块主要由管理单元指针、段开销以及信息的净负荷组成，能够通过容器的方式来实现PDH体系的各种兼容。主要的特点包括有着比较高的横向爱你过的兼容性、灵活的网络、生存率高等。
4.总结
随着人们对数字电视要求的不断提高，促进了数字电视的快速发展。对数字电視的投入进行加大，创新科技。
【参考文献】
[1]王安琪.数字电视信号传输技术及其应用[J].中国传媒科技，2013（8）：56–57.
[2]于建平.浅谈数字电视传输技术及其发展[J].科技创新与应用，2014（12）：34–35.