《数字信号处理》理论教学大纲（供四年制本科医学信息工程、信息与计算科学（医学信息学）等专业使用）

《数字信号处理》理论教学大纲（供四年制本科医学信息工程、信息与计算科学（医学信息学）等专业使用）Ⅰ前言\o"网上书城检索"数字信号处理是医学信息工程、信息与计算科学、物联网工程专业的专业课，课程的内容包括：线性时不变离散时间系统的基础知识、数学模型（差分方程）及其求解，Z变换，离散傅立叶变换（DFT）理论及应用，快速傅立叶变换（FFT），无限长单位脉冲响应（IIR）数字滤波器设计，有限长单位脉冲响应（FIR）数字滤波器设计等内容。数字信号处理在理论上所涉及的范围及其广泛。高等数学、随机过程、复变函数等都是其数学基本工具。电路理论、信号与系统等是其理论基础。其算法及实现（硬件和软件）与计算机学科和微电子技术密不可分。学生应该认真学习以上的知识，更好地掌握数字信号处理的基本理论、算法和实现技能。本课程是信息与计算专业的专业基础课。本课程讲授数字信号处理的基本理论和基本分析方法，并且进行理论与算法的实践。要求学生掌握离散时间信号与系统的基本理论，掌握离散时间系统的时域分析与Z变换及离散傅立叶变换和快速傅里叶变换的理论计算法，为学生毕业后从事数字技术及其工程应用提供必要的训练。本课程的前继课程是：高等数学、数电与模电、信号与系统。具备高级语言程序设计、面向对象程序设计、算法与分析等课程的基本知识。本大纲适用于四年制本科医学信息工程、信息与计算科学（医学信息学）、物联网工程专业使用，现将大纲使用中有关问题介绍如下：一教学大纲每一章由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成，教学内容中的重点内容由下划实线标志，难点内容由下划虚线标志。二在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同的教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。三该课程的总学时为54课时，为必修课。全部是理论课。四教材：《数字信号处理》，清华大学出版社，程佩青等编著，2014年。Ⅱ正文第一章离散时间信号与系统教学目的学习信号处理的基本概念、特点和实现方法；学习时域离散信号、时域离散系统、模拟信号数字处理方法,从而能解线性常系数差分方程并理解其意义。教学要求(一)熟悉时域离散系统(二)熟悉离散信号、模拟信号数字处理一般方法(三)掌握线性常系数差分方程教学内容（一）引言（二）时域离散信号（三）时域离散系统（四）时域离散系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程（五）模拟信号数字处理方法第二章Z变换与DTFT教学目的学习序列的傅里叶变换的定义及性质，在此基础上学习周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换表示式、利用Z变换分析信号和系统的频域特性,从而能解决序列的Z变换问题。二教学要求(一)掌握序列的傅里叶变换的定义、性质(二)掌握序列的z变换的定义、性质，各类信号的Z变换三教学内容(一）z变换的定义与收敛域，z反变换(二）周期序列的付里叶变换(三）z变换与拉氏和付氏变换的关系(四)序列的付里叶变换(五)Z变换与离散付里叶变换的性质和定理。(六)离散系统的系统函数和频响特性。第三章DFT教学目的学习离散傅里叶变换的定义、频率域采样；离散傅里叶变换的基本性质；能用DFT解决实际问题。二教学要求(一)熟悉离散傅里叶变换的定义、频率域采样；(二)掌握离散傅里叶变换的基本性质和相关定理（三）掌握DFT的应用。三教学内容(一）付里叶变换的几种形式，周期序列的离散付里叶级数。(二）离散付里叶变换及性质。(三）抽样z变换(四)利用DFT公式计算模拟信号的DFT第四章FFT快速付里叶变换教学目的学习快速傅立叶变换(FFT)的特点和方法和进一步减少运算量的措施、分裂基FFT算法；从而能对基2FFT算法进行编程。二教学要求(一)掌握快速变换的基本方法及蝶形结构(二)掌握几种经典的快速变换方法。三教学内容（一）DFT在计算上的问题：(二)DIT基2算法与DIF基2算法（三）4dit-fft与dif-fft的异同(四）IDF快速算法。(五）进一步减少运算量的办法(六)基—2fft流程图(七）线性调频z变换。(八)复合数的fft算法——混合基(多基多进制)fft算法(九)线性卷积与线性相关的FFT算法。第五章数字滤波器教学目的学习用信号流图表示网络结构；熟悉无限长脉冲响应基本网络结构、有限长脉冲响应基本网络结构。无限长脉冲响应基本网络结构、有限长脉冲响应基本网络结构。。二教学要求(一)了解信号流图表示网络结构基本方法。(二)熟悉IIR的基本结构。（三）熟悉无限长脉冲响应基本网络结构三教学内容(一）数字滤波器的表示方法(二）IIR的基本结构。(三）FIR的基本结构。Ⅲ教学组织与方法一实施机构：由医学信息工程系卫生信息工程教研室执行二组织内容：教案讲义审核、教学方法研究、教学手段应用三教学方法：1.理论教学：采用启发式、互动式、讨论式教学，辅助现代教育技术和传统教学手段2.辅导形式：辅导讲义、课堂答疑、邮件答疑四考核方法：闭卷考试，教学测量。理论占60%，平时成绩占