數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的未來趨勢研究

周宇虹

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué),天津 300222）

0 前言

近些年以來，信息通訊和計(jì)算機(jī)以及機(jī)械裝備等方面的信號(hào)處理技術(shù)運(yùn)用比較廣泛，而數(shù)字信號(hào)技術(shù)處理技術(shù)手段逐漸呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。從某個(gè)方面上看，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是建立在多種學(xué)科之上的科學(xué)技術(shù)，例如在數(shù)學(xué)領(lǐng)域、航空領(lǐng)域和電子領(lǐng)域等各個(gè)方面都有所運(yùn)用。正是由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)具有高度的靈活性和可編程性和低功耗等特點(diǎn)，并且在圖像、圖形、語言等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，所以，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的運(yùn)用前景是非常廣闊的。并且隨著技術(shù)成本控制的不斷降低，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在很多方面都得到廣泛運(yùn)用。

1 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的運(yùn)用分析

在自然界中，我們通常都會(huì)接觸到各種各樣的信息和信號(hào)，而這些信息和信號(hào)都是通過傳感器逐漸轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，例如，聲音、語言和音樂可以通過傳聲器轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)，人造衛(wèi)星上可以利用遙感技術(shù)監(jiān)控地面上的各種山河、地貌和地面建筑等各個(gè)方面的信息，或者是利用雷達(dá)和聲吶能夠進(jìn)一步檢測遠(yuǎn)方的飛機(jī)和運(yùn)行速度等各種信息[1]?？偟膩碚f，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過程中，信息和信號(hào)都與國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著密切的關(guān)系，從而使得數(shù)字信號(hào)技術(shù)的運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用方面有很多例子，例如通用信號(hào)處理中的FFT，Hilbert變換等方面具有深入運(yùn)用，在圖形圖像方面，可以在二三維圖形變換以及處理，機(jī)器視覺和電子地圖等方面進(jìn)行運(yùn)用，而這些都是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的具體運(yùn)用。

2 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在媒體通信的運(yùn)用

在傳媒傳播方面，多媒體是利用傳統(tǒng)的模擬視頻信號(hào)和聲音信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。視頻和聲音信號(hào)傳輸都必須要依靠數(shù)字化信號(hào)處理才能實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)陌踩Ｍ瑫r(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是依靠高性能的DSP來進(jìn)一步降低存儲(chǔ)空間和傳輸?shù)囊?。并且需要?duì)視頻信號(hào)和聲音信號(hào)進(jìn)行編碼和彩色空間之間的轉(zhuǎn)換等，從另外一個(gè)方面看，網(wǎng)絡(luò)電話也是基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)方面的運(yùn)用，通過模擬語言信號(hào)的處理，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵贗P網(wǎng)址上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包。那么，在這一過程中必須要對(duì)數(shù)字進(jìn)行編碼和轉(zhuǎn)換，之后可以通過專門的芯片進(jìn)行壓縮，從而形成一個(gè)較為完整的IP數(shù)據(jù)包傳送過去，又如在IP電話中，利用IP電話中的DSP技術(shù)進(jìn)行語音解碼，這樣就可以極大提高語音質(zhì)量，極大降低存儲(chǔ)空間的要求，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮對(duì)帶寬的需要，可以說，DSP技術(shù)在進(jìn)行語音壓縮、解碼等方面起著至關(guān)重要的作用[2]。

DSP技術(shù)是現(xiàn)代化的通信技術(shù)之一，所以，在未來的通信技術(shù)方面要切實(shí)注重對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的有效運(yùn)用，從而可以將各種通信體制互相連成一個(gè)高度整合的系統(tǒng)，可以讓人們逐漸擺脫終端的束縛，給人們的生活方式和思維方式帶來質(zhì)的飛躍。

3 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在家電方面的運(yùn)用

總的來說，DSP技術(shù)是擅長數(shù)學(xué)運(yùn)算方面，對(duì)于嵌入式DSP電機(jī)控制芯片可以把DSP內(nèi)核和一些功能性較強(qiáng)的控制外設(shè)集成到一個(gè)芯片上，這樣就能夠很快地將DSP作為一個(gè)計(jì)算主機(jī)，并且可以利用各種技術(shù)模板提高電機(jī)的控制帶寬，而這種低成本控制也可以實(shí)現(xiàn)無傳感器的算法，所以要能夠盡量控制好交流感應(yīng)的應(yīng)電動(dòng)機(jī)，或者是可以利用電流傳感的方式來進(jìn)行操作，這些計(jì)算能力和優(yōu)化的外設(shè)可以輕易完成各種不同功能的要求。另外，在不增加控制器本錢的控制下，盡量滿足某些特別的技術(shù)性要求?？梢哉f，新信息經(jīng)濟(jì)將會(huì)帶來一個(gè)全新的時(shí)代，也就是意味著更多的數(shù)字信息將會(huì)直接涌入到平常的生活中去，例如是家庭的冰箱就是一個(gè)很好的例子，嵌入式的DSP技術(shù)可以在電器和控制器之間建立良好的通信，DSP技術(shù)可以將計(jì)算引擎和先進(jìn)的外設(shè)集成有效地融合成整體，從而可以提供一個(gè)較為有效的單片的解決方案，所以對(duì)我們來說，不斷優(yōu)化的外設(shè)可以極大提高數(shù)字信號(hào)處理的速度，可以為人們提供更加靈活多變的控制特點(diǎn)，優(yōu)化數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在家庭中的運(yùn)用環(huán)節(jié)。

4 基于DSP技術(shù)的未來發(fā)展趨勢分析

DSP芯片在可以是DSP技術(shù)研發(fā)的主攻方向。為此，我們就需要對(duì)DSP技術(shù)性結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，針對(duì)DSP技術(shù)的運(yùn)用范圍進(jìn)行改造和升級(jí)，在一方面，多通道結(jié)構(gòu)、超標(biāo)量結(jié)構(gòu)和超流水結(jié)構(gòu)以及多線程等這些方面都在新的高性能處理器中占據(jù)了主要的地位。而可編程的DSP給生產(chǎn)廠商提供多元化的選擇，從而可以開發(fā)出不同型號(hào)的系列產(chǎn)品，以便滿足不同客戶的需求。

DSP技術(shù)要能夠追求更高的運(yùn)算速度，同時(shí)要達(dá)到降低功能的損耗要求。在現(xiàn)代化的社會(huì)中，電子設(shè)備的個(gè)性化和客戶化的發(fā)展趨勢將會(huì)給數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)帶來全新的革命浪潮，也就是意味著DSP技術(shù)必須要追求更加高速的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，這樣才能跟上時(shí)代發(fā)展的腳步。與此同時(shí)，DSP技術(shù)同樣對(duì)低功耗和尺寸提出更高的要求。為此，DSP技術(shù)亟需改進(jìn)芯片的各種結(jié)構(gòu)，所以在DSP技術(shù)的運(yùn)算速度的精準(zhǔn)化和功耗幾何尺寸的進(jìn)一步降低是完全有可能的。同時(shí)，也要對(duì)DSP技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)設(shè)計(jì)，從目前的數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展研究，雖然負(fù)電DSP的運(yùn)算精度和動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)來說比較廣泛，但是DSP器件的購買成本上還是比較低，對(duì)所存儲(chǔ)的要求和耗電量都是比較低的，所以，在可編程的DSP器件是市場上的主流產(chǎn)品，今后的DSP發(fā)展對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)具有重大的意義。

5 結(jié)語

從目前數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展研究上看，隨著DSP芯片不斷升級(jí)優(yōu)化，DSP芯片構(gòu)造必將會(huì)成為當(dāng)今和未來數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的一大看點(diǎn)，并且隨著DSP芯片制造成本的不斷降低和生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域范圍內(nèi)的運(yùn)用將會(huì)變得更加廣泛。

[1]李悅,劉銀輝,趙航.發(fā)展性課程評(píng)價(jià)在“數(shù)字信號(hào)處理”課程中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2014(04).

[2]孫金林.數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展與思考[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(科學(xué)教育版),2011(05).