信号处理与生物识别

在现实世界中，我们可以获得各种信号，例如声音、光线、无线电信号、人体生物医学信号等。所有这些信号都以连续的信息流形式存在，称为模拟信号。人声就是一种我们从现实世界中获得并用作生物识别输入的信号。

什么是信号？

信号是可以测量的物理量，包含一些可以传递、显示、记录或修改的信息。

生物识别中的信号处理

处理信号的原因有很多。生物识别系统需要语音处理，原因如下：

• 从候选人的样本中提取有意义的信息。
• 去除样本中的噪声。
• 使样本可传输。
• 去除样本的失真。

模拟信号处理模块将现实世界中的信息（例如声波）转换为 0 和 1 的形式，以便当代数字系统（例如生物识别系统）能够理解和使用。按键、手部几何形状、签名和语音都属于信号处理和模式识别的领域。

数字信号处理系统 (DSP)

信号有两种类型：模拟信号和数字信号。模拟信号是不间断的连续信息流，而数字信号是 0 和 1 的流。

DSP 系统是生物识别系统的重要组成部分之一，它使用模数转换器 (ADC) 通过采样和数字化将模拟信号转换为离散数字值流。

DSP 是单芯片数字微型计算机，它处理由来自摄像机、指纹传感器、麦克风等的电子传感器生成的电信号。

生物识别中的 DSP

DSP 使生物识别系统能够体积小巧、易于携带、运行效率高且成本更低。

DSP 架构旨在支持复杂的数学算法，这些算法涉及大量的乘法和加法运算。DSP 可以在其算术逻辑单元 (ALU) 内的乘累加 (MAC) 硬件的帮助下在一个周期内执行乘法/加法运算。

它还可以使用二维快速傅里叶变换 (FFT) 和有限 IR 滤波器来增强捕获图像的分辨率。