數(shù)字信號處理技術(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，信息通訊和計算機以及機械裝備等方面的信號處理技術(shù)運用比較廣泛，而數(shù)字信號技術(shù)處理技術(shù)手段逐漸呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。從某個方面上看，數(shù)字信號處理技術(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)域等各個方面都有所運用。正是由于數(shù)字信號處理技術(shù)具有高度的靈活性和可編程性和低功耗等特點，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)字信號處理技術(shù)的運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)字信號處理技術(shù)在很多方面都得到廣泛運用。

1 數(shù)字信號處理技術(shù)的運用分析

在自然界中，我們通常都會接觸到各種各樣的信息和信號，而這些信息和信號都是通過傳感器逐漸轉(zhuǎn)化為電信號，例如，聲音、語言和音樂可以通過傳聲器轉(zhuǎn)化為音頻信號，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方面的信息，或者是利用雷達和聲吶能夠進一步檢測遠方的飛機和運行速度等各種信息[1]。總的來說，在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，信息和信號都與國家經(jīng)濟建設(shè)有著密切的關(guān)系，從而使得數(shù)字信號技術(shù)的運用范圍不斷擴大，在現(xiàn)實生活中的運用方面有很多例子，例如通用信號處理中的FFT，Hilbert變換等方面具有深入運用，在圖形圖像方面，可以在二三維圖形變換以及處理，機器視覺和電子地圖等方面進行運用，而這些都是數(shù)字信號處理技術(shù)在現(xiàn)實生活中的具體運用。

2 數(shù)字信號處理技術(shù)在媒體通信的運用

在傳媒傳播方面，多媒體是利用傳統(tǒng)的模擬視頻信號和聲音信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸。視頻和聲音信號傳輸都必須要依靠數(shù)字化信號處理才能實現(xiàn)傳輸?shù)陌踩Ｍ瑫r也會產(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來進一步降低存儲空間和傳輸?shù)囊蟆２⑶倚枰獙σ曨l信號和聲音信號進行編碼和彩色空間之間的轉(zhuǎn)換等，從另外一個方面看，網(wǎng)絡(luò)電話也是基于數(shù)字信號處理技術(shù)方面的運用，通過模擬語言信號的處理，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數(shù)字進行編碼和轉(zhuǎn)換，之后可以通過專門的芯片進行壓縮，從而形成一個較為完整的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，極大降低存儲空間的要求，并進一步實現(xiàn)對壓縮對帶寬的需要，可以說，DSP技術(shù)在進行語音壓縮、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)方面要切實注重對數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展的有效運用，從而可以將各種通信體制互相連成一個高度整合的系統(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)字信號處理技術(shù)在家電方面的運用

總的來說，DSP技術(shù)是擅長數(shù)學(xué)運算方面，對于嵌入式DSP電機控制芯片可以把DSP內(nèi)核和一些功能性較強的控制外設(shè)集成到一個芯片上，這樣就能夠很快地將DSP作為一個計算主機，并且可以利用各種技術(shù)模板提高電機的控制帶寬，而這種低成本控制也可以實現(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)電動機，或者是可以利用電流傳感的方式來進行操作，這些計算能力和優(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。可以說，新信息經(jīng)濟將會帶來一個全新的時代，也就是意味著更多的數(shù)字信息將會直接涌入到平常的生活中去，例如是家庭的冰箱就是一個很好的例子，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)可以將計算引擎和先進的外設(shè)集成有效地融合成整體，從而可以提供一個較為有效的單片的解決方案，所以對我們來說，不斷優(yōu)化的外設(shè)可以極大提高數(shù)字信號處理的速度，可以為人們提供更加靈活多變的控制特點，優(yōu)化數(shù)字信號處理技術(shù)在家庭中的運用環(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DSP技術(shù)性結(jié)構(gòu)進行分析，針對DSP技術(shù)的運用范圍進行改造和升級，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算速度，同時要達到降低功能的損耗要求。在現(xiàn)代化的社會中，電子設(shè)備的個性化和客戶化的發(fā)展趨勢將會給數(shù)字信號處理技術(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轉(zhuǎn)速度，這樣才能跟上時代發(fā)展的腳步。與此同時，DSP技術(shù)同樣對低功耗和尺寸提出更高的要求。為此，DSP技術(shù)亟需改進芯片的各種結(jié)構(gòu)，所以在DSP技術(shù)的運算速度的精準(zhǔn)化和功耗幾何尺寸的進一步降低是完全有可能的。同時，也要對DSP技術(shù)進行定點設(shè)計，從目前的數(shù)字化信號處理技術(shù)的發(fā)展研究，雖然負(fù)電DSP的運算精度和動態(tài)范圍相對來說比較廣泛，但是DSP器件的購買成本上還是比較低，對所存儲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)展對于數(shù)字信號處理技術(shù)具有重大的意義。

5 結(jié)語

從目前數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展研究上看，隨著DSP芯片不斷升級優(yōu)化，DSP芯片構(gòu)造必將會成為當(dāng)今和未來數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展的一大看點，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)字信號處理技術(shù)在各個領(lǐng)域范圍內(nèi)的運用將會變得更加廣泛。

[1]李悅,劉銀輝,趙航.發(fā)展性課程評價在“數(shù)字信號處理”課程中的應(yīng)用與實踐[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2014(04).

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