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1、信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-1页电子教案第一章 信号与系统1.1 绪 言 1.2 信号的描述与分类 1.3 信号的基本运算 1.4 阶跃函数和冲激函数 1.5 系统的性质及分类 1.6 系统的描述 1.7 LTI系统分析方法概述信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-2页电子教案第一章 信号与系统1.2 信号的描述与分类一、信号的描述二、信号的分类1.1 绪 言一、信号的概念二、系统的概念1.3 信号的基本运算一、加法和乘法二、时间变换信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-3页电子教案第一章 信号与系统1.4 阶跃函数和冲激函数一、阶跃函数二、冲激函
2、数三、冲激函数的性质四、序列(k)和(k)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-4页电子教案第一章 信号与系统1.5 系统的性质及分类一、系统的定义二、系统的分类及性质 1.6 系统的描述一、连续系统二、离散系统 1.7 LTI系统分析方法概述信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-5页电子教案第一章 信号与系统1.1 绪 言一、信号的概念二、系统的概念 1.2 信号的描述与分类一、信号的描述二、信号的分类 1.3 信号的基本运算一、加法和乘法二、时间变换 1.4 阶跃函数和冲激函数一、阶跃函数二、冲激函数三、冲激函数的性质四、序列(k)和(k) 1.5 系统的性质及分类
3、一、系统的定义二、系统的分类及性质1.6 系统的描述一、连续系统二、离散系统1.7 LTI系统分析方法概述信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-6页电子教案第一章 信号与系统1.1 绪 言 1.2 信号的描述与分类 1.3 信号的基本运算 1.4 阶跃函数和冲激函数 1.5 系统的性质及分类 1.6 系统的描述 1.7 LTI系统分析方法概述信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-7页电子教案什么是信号？ 什么是系统？ 为什么把这两个概念连在一起？1.1 绪论第一章 信号与系统信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-8页电子教案1. 消息(message)：人们
4、常常把来自外界的各 种报道统称为消息。一、信号的概念第一章 信号与系统3. 信号(signal) ：信号是信息的载体。通过信 号传递信息。2.信息(information) ：它是信息论中的一个术 语。 通常把消息中有意义的内容称为信息。 本课程中对“信息”和“消息”两词不加严格区 分。为了有效地传播和利用信息，常常需要 将信息转换成便于传输和处理的信号。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-9页电子教案1.1 绪论信号我们并不陌生，如十字 路口的红绿灯光信号，指 挥交通； 刚才铃声声信号，表示该 上课了； 电视机天线接受的电视信息 电信号；信号的产生、传输和处理需要一定的物理装
5、置，这样的物理装置常称为系统。广告牌上的文字、图象信号等等 。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-10页电子教案纯音、复合音与噪音 纯音 1/2 * sin(2*pi*377*x) 1/2 * sin(2*pi*377*2*x) 1/2 * sin(2*pi*377*3*x) 复合音 1/2 * sin(2*pi*377*x)+ 1/4 * sin(2*pi*377*2*x)+ 1/8 * sin(2*pi*377*3*x) 纯音+噪音 1/2 * sin(2*pi*377*x) + randomGauss(0,0.1) 1/2 * sin(2*pi*377*x) + 1/2 *
6、 randomGauss(0,0.1)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-11页电子教案黑 白 图 像信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-12页电子教案彩 色 图 像155156159170150151175176 150154159166156158177178 147153158162156168180188 168175175174177182187183 225225219217216218223227 225224221220214215222225 240233226223219220224229 2332312292262202202272301781
7、76176176176205216226 179178175180177200223231 174175178184181189217224 208203208196193197216225 212210215202192196207218 211212212210198194207210 224227224214197196213220 228231233220202197210217180177187190190220225231 182184179188192217239233 182185190191194207229235 219215218198198205220237 21121
8、4218202192195212234 217214213210194192214238 222225226214197200216230 228230230225200206212220红色分量红色分量绿色分量绿色分量蓝色分量蓝色分量信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-13页电子教案二、系统的概念一般而言，系统(system)是指若干相互 关联的事物组合而成具有特定功能的整体。如手机、电视机、通信网、计算机网 等都可以看成系统。它们所传送的语音、 音乐、图象、文字等都可以看成信号。1.1 绪论信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-14页电子教案三、信号与系统信号的概
9、念与系统的概念常常紧密地联系在 一起。 系统的基本作用是对输入信号进行加工和处 理，将其转换为所需要的输出信号。系统输入信号激励输出信号响应1.1 绪论1、没有不通过系统传输的信号 2、没有不处理信号的系统信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-15页电子教案第一章 信号与系统1.1 绪 言 1.2 信号的描述与分类 1.3 信号的基本运算 1.4 阶跃函数和冲激函数 1.5 系统的性质及分类 1.6 系统的描述 1.7 LTI系统分析方法概述信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-16页电子教案 1.2 信号的描述和分类第一章 信号与系统一、信号的描述 信号是信息的一种物
10、理体现。它一般是随时 间或位置变化的物理量。 信号按物理属性分：电信号和非电信号。它 们可以相互转换。电信号容易产生，便于控 制，易于处理。本课程讨论电信号-简称“ 信号”。 电信号的基本形式：随时间变化的电压或电 流。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-17页电子教案1.2 信号的描述和分类第一章 信号与系统一、信号的描述描述信号的常用方法 （1）表示为时间的函数 （2）信号的图形表示-波形 （3）集合“信号”与“函数”两词常相互通用。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-18页电子教案1.2 信号的描述和分类二、信号的分类 1. 确定信号和随机信号2. 连续信号和
11、离散信号 3. 周期信号和非周期信号 4. 能量信号与功率信号 5. 一维信号与多维信号 6. 因果信号与反因果信号还有其他分类，如实信号与复信号；左边信号与 右边信号等等。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-19页电子教案1.2 信号的描述和分类1. 确定信号和随机信号可以用确定时间函数表示的信号，称为确 定信号或规则信号。如正弦信号。若信号不能用确切的函数描述，它在任意时 刻的取值都具有不确定性，只可能知道它的统 计特性，如在某时刻取某一数值的概率，这类 信号称为随机信号或不确定信号。电子系统中 的起伏热噪声、雷电干扰信号就是两种典型的 随机信号。 研究确定信号是研究随机信号
12、的基础。本 课程只讨论确定信号。信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-20页电子教案1.2 信号的描述和分类噪声和干扰信号 信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-21页电子教案1.2 信号的描述和分类2. 连续信号和离散信号根据信号定义域的特点可分为连续时间信号和 离散时间信号。在连续的时间范围内(-0，则将f ()右移； 否则左移。如右移t t 1左移t t + 1信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-45页电子教案1.3 信号的基本运算平移与反转相结合法一：先平移f (t) f (t +2) 再反转 f (t +2) f ( t +2)法二：先反转 f
13、(t) f ( t) 画出 f (2 t)。 再平移 f ( t) f ( t +2)左移右移= f (t 2)注意：是对t 的变化(运算)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-46页电子教案1.3 信号的基本运算3. 尺度变换（横坐标展缩） 将 f (t) f (a t) ， 称为对信号f (t)的尺度变换。若a 1 ，则波形沿横坐标压缩；若0 a 1 ，则展开 。如t 2t 压缩t 0.5t 展开仅在为a k 为整数时才有意义，进行尺度变换时可 能会使部分信号丢失。因此一般不作波形的尺度变换。对于离散信号，由于 f (a k)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-4
14、7页电子教案1.3 信号的基本运算 平移、反转、尺度变换相结合(难点)已知f (t)，画出 f ( 4 2t)。 三种运算的次序可任意。但一 定要注意始终对时间 t 进行。压缩，得f (2t 4)反转，得f ( 2t 4)右移4，得f (t 4)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-48页电子教案1.3 信号的基本运算压缩，得f (2t)右移2，得f (2t 4)反转，得f ( 2t 4)也可以先压缩、再平移、最后反转。 信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-49页电子教案1.3 信号的基本运算若已知f ( 4 2t) ，画出 f (t) 。（自学） 反转，得f (2t 4)展开，得f (t 4)左移4，得f (t)信号与系统三峡大学 智能视觉与图像信息研究所第1-50页电子教案课后作业(一)P33 1.1 (4) (5)1.2 (11) (12)1.3 (d)1.4 (c)1.5 (2) (5)1.6 (5)
