教学大纲 - 南京广播电视大学.doc

中央广播电视大学 (信号处理原理((Principles of Signal Processing) 课程教学大纲 99/6/13 审定 主审 殷人昆 第一部分 大纲说明 课程的性质和任务 (信号处理原理(是计算机科学与技术专业本科生的一门必修课程。主要介绍信号的基本概念及信号处理的基本方法，目的是通过理论学习和实验使学生掌握信号处理，尤其是数字信号处理的基本原理和方法。 先修课要求 高等数学 课程的教学基本要求 通过理论学习，掌握信号处理的基本概念、基本原理和基本方法，包括信号的基本运算、傅氏分析、拉氏变换和Z变换等；配以实践练习，掌握对实际信号和系统进行频谱特征进行分析的基本方法，训练解决实际问题的能力，并具有应用信号处理基本原理和方法理解和掌握新方法和技术的本领。 教学方法和教学形式建议 以电视授课为主，尽量采用多媒体教学手段，配以适当的上机实验。 课程教学要求的层次 熟练掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用所学的内容分析、初步设计和解答与实际应用相关的问题，能够举一反三。 掌握：要求学生能够较好地理解和掌握，并且能够进行简单分析和判断。 了解：要求学生能够一般地了解所学内容。 第二部分 多种媒体教材一体化总体设计初步方案 学时分配 课程教学总学时数为72学时，4 学分，其中课内学时54，实验18学时。 教学内容 课内学时 实验学时 一、基本概念 12学时 二、信号的傅里叶分析 14学时 三、拉氏变换 4学时 四、离散信号的Z变换 14学时 五、信号处理的其它技术简介 4学时 六、集中实验 18学时 七、集中复习 6学时 多种媒体的教材 以文字教材为主，辅以电子版教材及音像教材。 教学环节 有三个教学环节：授课，作业和教学实验，考试。 第三部分 教学内容和教学要求 一、基本基本概念 12学时 教学内容： 信号的基本概念以及信号的基本运算，包括：信号与消息，卷积与相关等。 教学要求： 熟练掌握：单位冲激信号的定义与性质；信号的基本运算（四则、反褶、时移、压扩、微分、积分、卷积、相关等）。 掌 握：信号及信号处理的基本概念；数字信号处理与模拟信号处理；信号的描述方法与分类；典型信号；信号的正交分解。 二、信号的傅里叶分析 14学时 教学内容： 周期信号理的傅里叶级数分析，一般信号的傅里叶变换分析，抽样定理，离散傅里叶变换及其快速算法。 教学要求： 熟练掌握：傅里叶变换的定义与性质；卷积定理及相关性定理；抽样定理；离散傅里叶变换的定义和性质。 掌 握：周期信号的频谱分析（傅里叶级数）；典型周期信号的频谱；典型信号的傅里叶变换；周期信号的傅里叶变换；离散傅里叶变换的快速算法—FFT。 了 解：傅里叶变换的推导过程；离散傅里叶变换的推导过程。 拉氏变换 4学时 教学内容： 拉普拉斯变换的基本概念、定义、性质及其在信号处理中的应用。 教学要求： 掌 握：拉普拉斯变换的定义和性质。 了 解：拉氏变换的发展过程及其在信号处理中的应用；典型信号、周期信号与抽样信号的拉氏变换；拉氏变换与傅氏变换的关系。 四、离散信号的Z变换 14学时 教学内容： Z变换的基本概念和性质，离散系统的Z域分析方法（如离散系统的频率响应、稳定性、因果性等），数字滤波器的原理与设计等。 教学要求： 熟练掌握：Z变换的定义和性质；Z变换的收敛域；离散数字系统的分类、表示和求解；离散系统和频率响应、稳定性、因果性。 掌 握：典型信号的Z变换；逆Z变换的计算方法。 了 解：Z变换的背景；数字滤波器的功能、基本原理和设计，与模拟滤波器的异同。 五、信号处理的其它技术简介 4学时 教学内容： 二维傅里叶变换；离散余弦变换；小波变换；时频表示；MELLIN变换。 教学要求： 熟练掌握：二维傅里叶变换与一维傅里叶变换之间的内在联系。 掌 握：几种处理技术所用到的信号处理方法和原理。 了 解：二维傅里叶变换；离散余弦变换；小波变换；时频表示；MELLIN变换。 六、集中实验 18学时 实验内容： 实现傅氏变换算法（一维和二维）； 8学时 对一幅N*N点阵图像进行傅里叶变换后自逆变换，理解傅氏变换的可逆性； 5学时 以N*N图像进行傅氏变换后，分别去掉中间或四角后再逆变换，掌握傅氏变换的物理定义。 5学时 七、集中复习 6学时 集中实验 题目：FFT实验 目的：理解离散傅里叶变换的原理及其快速实现算法FFT；编程实现并掌握FFT