5.光干涉测量技术了解光相干探测检测技术的原5.1单频激光干涉系统理和实现方式，掌握对光外差探教学目55.2激光外差干涉测量系统测的原理和特性。标2、36.光衍射测量技术了解光衍射测量技术的原理、特2点及实现方式。教学目6.1光衍射测量技术原理6标2、36.2常用光衍射测量系统7：其它类型光电检测技术了解视觉检测、光谱检测等光电47.1激光扫描法测量检测技术的特点及原理。教学目7.2激光三角法测量7标37.3散斑法测量7.4莫尔条纹测量实验部分实验内容、要求及时间必开/实验学时序号实验项目名称类型选开安排、仪馨要求必开验证1光电传感器性能测4光电传感器性能测试，教学目试完成光辐射探测技术标1、2、3内容学习后，可通过现有实验平台进行。必开验证教学目2双频激光干涉仪实4激光双频干涉仪长度验标1、2、测量实验，完成光干涉n测量技术内容学习后，可通过现有双频干涉仪进行实验。四、教学方法以课堂教学为主，结合实验教学，以作业及大报告方式进行考核。五、教学目标达成与评价方式教学目标1，2，3通过合理设计教学内容及实验考核方式达成；达成情况通过调查问卷法、课程考核过程分析法进行评价；18
18 5 5. 光干涉测量技术 5.1 单频激光干涉系统 5.2 激光外差干涉测量系统 了解光相干探测检测技术的原 理和实现方式，掌握对光外差探 测的原理和特性。 4 教学目 标 2、3 6 6. 光衍射测量技术 6.1 光衍射测量技术原理 6.2 常用光衍射测量系统 了解光衍射测量技术的原理、特 点及实现方式。 2 教学目 标 2、3 7 7. 其它类型光电检测技术 7.1 激光扫描法测量 7.2 激光三角法测量 7.3 散斑法测量 7.4 莫尔条纹测量 了解视觉检测、光谱检测等光电 检测技术的特点及原理。 4 教学目 标 3 实验部分 序号 实验项目名称 学时 实验内容、要求及时间 安排、仪器要求 必开/ 选开 实验 类型 1 光电传感器性能测 试 4 光电传感器性能测试， 完成光辐射探测技术 内容学习后，可通过现 有实验平台进行。 必开 验证 教学目 标 1、2、 3 2 双频激光干涉仪实 验 4 激光双频干涉仪长度 测量实验，完成光干涉 测量技术内容学习后， 可通过现有双频干涉 仪进行实验。 必开 验证 教学目 标 1、2、 3 四、教学方法 以课堂教学为主，结合实验教学，以作业及大报告方式进行考核。 五、教学目标达成与评价方式 教学目标 1， 2， 3 通过合理设计教学内容及实验考核方式达成；达成情况通过调查 问卷法、课程考核过程分析法进行评价；
六、课程成绩评定6.1课程成绩最终成绩由平时表现、课程实验、期末报告等组合而成。考核方式、考核内容及成绩比例表考核方式备注考核内容成绩比例（%）平时表现作业、课堂表现6020课程实验实验操作、实验报告20期末报告报告内容、创新性、格式等6.2课程教学目标与考核方式的对应关系课程目标与考核方式对应关系表课程目标平时表现课程实验期末报告VV课程教学目标1VVVL课程教学目标2VVV课程教学目标3七、建议教材与主要参考书建议教材：浦昭邦，《光电测试技术》，机械工业出版社，2010。参考书：1.刘华峰，《光电检测技术及系统》，浙江大学出版社，2015;2.刘东，《光电干涉检测技术》，浙江大学出版社，20203.王庆有，《光电技术（第四版）》，电子工业出版社，2018八、编制与审核工作内容负责人完成时间王雷编制（任课教师）2024年8月审核（学科、专吕勇2024年8月业负责人）张雯批准（主管院长）2024年8月19
19 六、课程成绩评定 6.1 课程成绩 最终成绩由平时表现、课程实验、期末报告等组合而成。 考核方式、考核内容及成绩比例表 考核方式 考核内容 成绩比例（%） 备注 平时表现 作业、课堂表现 60 课程实验 实验操作、实验报告 20 期末报告 报告内容、创新性、格式等 20 6.2 课程教学目标与考核方式的对应关系 课程目标与考核方式对应关系表 课程目标 平时表现 课程实验 期末报告 课程教学目标 1 √ √ √ 课程教学目标 2 √ √ √ 课程教学目标 3 √ √ √ 七、建议教材与主要参考书 建议教材：浦昭邦，《光电测试技术》，机械工业出版社，2010。 参考书：1. 刘华峰，《光电检测技术及系统》，浙江大学出版社，2015； 2. 刘东，《光电干涉检测技术》，浙江大学出版社，2020； 3. 王庆有，《光电技术（第四版）》，电子工业出版社，2018。 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 王雷 2024 年 8 月 审核（学科、专 业负责人） 吕勇 2024 年 8 月 批准（主管院长） 张雯 2024 年 8 月
《现代信号分析与处理》课程教学大纲课程名称课程编码IS504现代信号分析与处理Modern SignalAnalysis英文名称考核方式口考试口考查and Processing公共必修课学分2口专业必修课口公共选修课课程性质团专业选修课32总学时口补修课口其他口本研一体化课程团特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时4口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具《概率论与数理统计》、《复变函数》、《矩阵分析》、《信号与系统》备知识能力）适用学科/专业仪器科学与技术、光学工程学位类别（领域）一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）本课程较为系统全面地介绍了现代信号处理的基础理论、代表性方法及典型应用。全课程包括七讲，即随机信号基础、估计理论基础、最优滤波器、自适应滤波器、现代谱估计、时频分析、小波变换等。学习该课程后学生可基本掌握现代信号处理的相关理论、方法、技术，在此基础上会使用计算机软件设计现代信号系统并实现信号的分析与处理，达到运用现代信号与系统理论解决实际问题的目的，提高工程实践能力和综合素质。具体教学目标如下：20
20 《现代信号分析与处理》课程教学大纲 课程名称 现代信号分析与处理 课程编码 IS504 英文名称 Modern Signal Analysis and Processing 考核方式 考试 □考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 □本研一体化课程 特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 4 先修课程（已具 备知识能力） 《概率论与数理统计》、《复变函数》、《矩阵分析》、《信号与系统》 适用学科/专业 学位类别（领域） 仪器科学与技术、光学工程 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 本课程较为系统全面地介绍了现代信号处理的基础理论、代表性方法及典型应用。全课 程包括七讲，即随机信号基础、估计理论基础、最优滤波器、自适应滤波器、现代谱估计、 时频分析、小波变换等。学习该课程后学生可基本掌握现代信号处理的相关理论、方法、技 术，在此基础上会使用计算机软件设计现代信号系统并实现信号的分析与处理，达到运用现 代信号与系统理论解决实际问题的目的，提高工程实践能力和综合素质。 具体教学目标如下：
1.理解随机信号的分类、基本特征、典型参数及模型，能用软件程序仿真产生随机信号；2.知晓参数估计理论的四种方法：最大似然估计、Bayes估计、线性均方估计、最小二乘估计；3.理解最优滤波器的概念，掌握设计维纳滤波器的基本方法，了解卡尔曼滤波器原理；4.了解自适应滤波器的两种常用算法（LMS、RLS）原理：5.掌握功率谱估计的一般方法，了解用AR、MA、ARMA模型法对随机信号进行功率谱估计的特点，能用软件程序实现信号的功率谱估计；6.了解时频分析的一般概念，了解短时Fourier变换和Gaber变换对信号进行分析的原理，了解时频分布的一般理论以及常见的wigner-Ville分布；7.理解小波变换的原理，了解多分辨率分析及Ma11at算法。二、课程教学内容提要与基本要求理论部分28学时序号学时教学内容提要基本要求第1讲随机信号基础及模型了解现代信号处理的研究对象为随机信号1.0课程简介的特点，了解现代信号处理的广泛应用。1.1随机信号的统计描述（定义、学习随机信号的基本概念，包括随机信号1数学表示、常见信号举例）的描述、分类、模型、特征以及通过线性51.2随机信号的基本特征系统的分析方法，区分平稳随机信号和非平稳随机信号。1.3随机信号通过线性系统的响应1.4随机信号的模型第2讲估计理论理解参数估计器的基本性能：无偏估计、2.1基本知识（克拉美-劳下界）渐近无偏估计和有效性，了解品质函数的2.2最大似然估计方差及方差下界，掌握参数估计的四种基232.3贝叶斯估计本方法：最大似然估计、贝叶斯估计、线2.4线性均方估计性均方估计、最小二乘估计。2.5最小二乘估计第3讲最优滤波器理解维纳滤波器、卡尔曼滤波器的工作原3.1最优滤波的概念理，了解最优线性预测的原理，会设计并33.2维纳滤波器5实现维纳、卡尔曼两种滤波器。3.3最优线性预测3.4卡尔曼滤波器21
21 1.理解随机信号的分类、基本特征、典型参数及模型，能用软件程序仿真产生随机信号； 2.知晓参数估计理论的四种方法：最大似然估计、Bayes 估计、线性均方估计、最小二 乘估计； 3.理解最优滤波器的概念，掌握设计维纳滤波器的基本方法，了解卡尔曼滤波器原理； 4.了解自适应滤波器的两种常用算法（LMS、RLS）原理； 5.掌握功率谱估计的一般方法，了解用 AR、MA、ARMA 模型法对随机信号进行功率谱估 计的特点，能用软件程序实现信号的功率谱估计； 6.了解时频分析的一般概念，了解短时 Fourier 变换和 Gaber 变换对信号进行分析的原 理，了解时频分布的一般理论以及常见的 Wigner-Ville 分布； 7.理解小波变换的原理，了解多分辨率分析及 Mallat 算法。 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 28 学时 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 第 1 讲 随机信号基础及模型 1.0 课程简介 1.1 随机信号的统计描述（定义、 数学表示、常见信号举例） 1.2 随机信号的基本特征 1.3 随机信号通过线性系统的响应 1.4 随机信号的模型 了解现代信号处理的研究对象为随机信号 的特点，了解现代信号处理的广泛应用。 学习随机信号的基本概念，包括随机信号 的描述、分类、模型、特征以及通过线性 系统的分析方法，区分平稳随机信号和非 平稳随机信号。 5 2 第 2 讲 估计理论 2.1 基本知识（克拉美-劳下界） 2.2 最大似然估计 2.3 贝叶斯估计 2.4 线性均方估计 2.5 最小二乘估计 理解参数估计器的基本性能：无偏估计、 渐近无偏估计和有效性，了解品质函数的 方差及方差下界，掌握参数估计的四种基 本方法：最大似然估计、贝叶斯估计、线 性均方估计、最小二乘估计。 3 3 第 3 讲 最优滤波器 3.1 最优滤波的概念 3.2 维纳滤波器 3.3 最优线性预测 3.4 卡尔曼滤波器 理解维纳滤波器、卡尔曼滤波器的工作原 理，了解最优线性预测的原理，会设计并 实现维纳、卡尔曼两种滤波器。 5
第4讲自适应滤波器理解自适应滤波器的两种常用算法（LMS、4.1自适应滤波的概念RLS）原理，会设计自适应滤波器的结构，4.2LMS（最小均方）自适应算法34.3RLS（最小二乘）自适应算法4.4自适应滤波器的应用第5讲功率谱估计学习自相关函数的估计，学习经典谱估计5.1经典谱估计的周期图法、现代谱估计的AR、MA、ARMA55.2AR模型谱估计模型法，掌握其原理、实现方法和特点。45.3MA模型谱估计5.4ARMA模型谱估计第6讲时频分析学习非平稳随机信号的线性变换（如短时6.1预备知识傅里叶变换、Gabor变换）的原理和实现66.2短时傅里叶变换3方法，掌握非平稳随机信号的非线性变换6.3Gabor变换（如时频分布）原理和实现方法。6.4Wigner-Ville分布第7讲小波变换了解小波变换概念，掌握小波分析的多分7.1连续小波变换辨率特点，掌握其原理和实现方法。157.2小波函数7.3离散小波变换7.4多分辨率分析及Ma1lat算法实验部分4学时实验必开/实验内容、要求及时间安排、仪器要序号实验项目名称求选开类型时产生随机信号并对其时频域特征进行必开设计随机信号的产生和分析1分析设计实现功率谱估计的两种及以上方法，必开功率谱估计及方法比较比较其特点。三、教学方法以课堂讲授、翻转课堂、仿真实验结合的方法为主，另外辅以习题练习和问题讨论配合教学。课堂讲授方法主要采用多媒体教学的方式；翻转课堂方法选择合适的章节进行师生角色互换，包括演讲、点评、讨论等环节；实验教学方法采用线下线上相结合的方式进行，线上展示讲解典型实验程序及运行结果，线下解决实际程序调试过程中出现的问题和难点。22
22 4 第 4 讲 自适应滤波器 4.1 自适应滤波的概念 4.2 LMS（最小均方）自适应算法 4.3 RLS（最小二乘）自适应算法 4.4 自适应滤波器的应用 理解自适应滤波器的两种常用算法（LMS、 RLS）原理，会设计自适应滤波器的结构。 3 5 第 5 讲 功率谱估计 5.1 经典谱估计 5.2 AR 模型谱估计 5.3 MA 模型谱估计 5.4 ARMA 模型谱估计 学习自相关函数的估计，学习经典谱估计 的周期图法、现代谱估计的 AR、MA、ARMA 模型法，掌握其原理、实现方法和特点。 4 6 第 6 讲 时频分析 6.1 预备知识 6.2 短时傅里叶变换 6.3 Gabor 变换 6.4 Wigner-Ville 分布 学习非平稳随机信号的线性变换（如短时 傅里叶变换、Gabor 变换）的原理和实现 方法， 掌握非平稳随机信号的非线性变换 （如时频分布）原理和实现方法。 3 7 第 7 讲 小波变换 7.1 连续小波变换 7.2 小波函数 7.3 离散小波变换 7.4 多分辨率分析及 Mallat 算法 了解小波变换概念，掌握小波分析的多分 辨率特点，掌握其原理和实现方法。 5 实验部分 4 学时 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 1 随机信号的产生和分析 2 产生随机信号并对其时频域特征进行 分析 必开 设计 2 功率谱估计及方法比较 2 实现功率谱估计的两种及以上方法， 比较其特点。 必开 设计 三、教学方法 以课堂讲授、翻转课堂、仿真实验结合的方法为主，另外辅以习题练习和问题讨论配合 教学。课堂讲授方法主要采用多媒体教学的方式；翻转课堂方法选择合适的章节进行师生角 色互换，包括演讲、点评、讨论等环节；实验教学方法采用线下线上相结合的方式进行，线 上展示讲解典型实验程序及运行结果，线下解决实际程序调试过程中出现的问题和难点