MATLAB7輔助信號處理技術(shù)與應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書是“MATLAB應(yīng)用技術(shù)”系列叢書之一，介紹了信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)知識、常用信號變換、離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計、FIR數(shù)字濾波器設(shè)計、平穩(wěn)信號分析、非平穩(wěn)信號分析、高斯信號分析以及信號處理的GUI實現(xiàn)。其中，信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)知識包括連續(xù)信號與模型、離散信號與模型；常用信號變換包括Z變換、Chirp Z變換、FFT變換、DCT變換和Hilbert變換等；離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括IIR、FIR和Lattice結(jié)構(gòu)；IIR濾波器設(shè)計包括模擬和數(shù)字低通、高通、帶通與帶阻濾波器設(shè)計，以及基于沖激響應(yīng)不變法和雙線性Z變換法的IlR濾波器設(shè)計等；FIR濾波器設(shè)計包括基于窗函數(shù)、頻率抽樣法和切比雪大逼近法的FIR濾波器設(shè)計；平穩(wěn)信號分析包括經(jīng)典功率譜估計、基于參數(shù)模型的功率譜估計和基于非參數(shù)模型的功率譜估計；非平穩(wěn)信號分析包括STFT變換、Gabor展開、Wigner-Ville分布與Choi-Williams分布；非高斯信號分析包括基于非參數(shù)法的雙譜估計、基于參數(shù)模型的雙譜估計，以及雙譜估計的應(yīng)用；信號處理的GUI實現(xiàn)包括濾波器設(shè)計與分析的FDATool工具和濾波器設(shè)計與信號分析的SPTool工具?！?   本書可作為理工科各專業(yè)的高年級本科生、研究生學(xué)習(xí)信號處理的輔助教材，也可作為希望在這一領(lǐng)域進(jìn)行研究和應(yīng)用的科技工作者的參考書。

書籍目錄

"第1章  信號與系統(tǒng)	1■1.1  連續(xù)信號及其MATLAB實現(xiàn)	2■1.1.1  單位沖激信號	2■1.1.2  任意函數(shù)	5■1.1.3  單位階躍函數(shù)	6■1.1.4  斜坡函數(shù)	8■1.1.5  實指數(shù)函數(shù)	9■1.1.6  正弦函數(shù)	10■1.1.7  指數(shù)調(diào)制正弦函數(shù)	11■1.2  離散信號及其MATLAB實現(xiàn)	13■1.2.1  單位沖激序列	13■1.2.2  任意序列	14■1.2.3  單位階躍序列	15■1.2.4  斜坡序列	16■1.2.5  正弦序列	17■1.2.6  復(fù)正弦序列	18■1.2.7  實指數(shù)序列	19■1.2.8  復(fù)指數(shù)序列	20■1.2.9  隨機(jī)序列	20■1.3  離散信號的基本運(yùn)算	21■1.3.1  信號的延遲	22■1.3.2  信號相加	23■1.3.3  信號相乘	24■1.3.4  信號乘以標(biāo)量值	25■1.3.5  信號翻轉(zhuǎn)	26■1.3.6  信號和	27■1.3.7  信號積	27■1.3.8  信號能量	28■1.4  噪聲及波形信號的產(chǎn)生	28■1.4.1  square函數(shù)	29■1.4.2  sawtooth函數(shù)	29■1.4.3  chirp函數(shù)	30■1.4.4  dirichlet函數(shù)	32■1.4.5  sinc函數(shù)	32■1.4.6  rectpuls函數(shù)	33■1.4.7  gauspuls函數(shù)	34■1.4.8  tripuls函數(shù)	35■1.4.9  pulstran函數(shù)	36■1.5  連續(xù)系統(tǒng)的模型及其MATLAB實現(xiàn)	38■1.5.1  連續(xù)系統(tǒng)的性質(zhì)	38■1.5.2  連續(xù)系統(tǒng)的模型	40■1.5.3  連續(xù)系統(tǒng)模型的MATLAB實現(xiàn)	43■1.6  離散系統(tǒng)的模型及其MATLAB實現(xiàn)	47■1.6.1  離散系統(tǒng)的性質(zhì)	48■1.6.2  離散線性系統(tǒng)模型	51■1.6.3  離散線性系統(tǒng)模型的MATLAB實現(xiàn)	56■1.6.4  離散系統(tǒng)之間相互轉(zhuǎn)換的MATLAB工具箱	65■第2章  信號變換	67■2.1  Z變換及MATLAB實現(xiàn)	67■2.1.1  Z變換的定義	68■2.1.2  Z變換的收斂域	68■2.1.3  Z逆變換	70■2.1.4  Z變換的性質(zhì)	72■2.1.5  Z變換的工程應(yīng)用	74■2.2  Chirp Z變換及MATLAB實現(xiàn)	77■2.2.1  Chirp Z變換的定義	77■2.2.2  Chirp Z變換的計算方法	79■2.2.3  Chirp Z變換的MATLAB實現(xiàn)	80■2.3  離散傅里葉變換及MATLAB實現(xiàn)	82■2.3.1  離散傅里葉變換定義	82■2.3.2  離散傅里葉變換的MATLAB實現(xiàn)	84■2.3.3  離散傅里葉變換性質(zhì)	86■2.3.4  離散傅里葉變換的FFT算法	95■2.3.5  離散傅里葉變換FFT算法的應(yīng)用	98■2.4  DCT變換及MATLAB實現(xiàn)	99■2.4.1  DCT變換的定義	100■2.4.2  DCT變換的MATLAB實現(xiàn)	101■2.5  Hilbert變換及MATLAB實現(xiàn)	103■2.5.1  Hilbert變換的定義	103■2.5.2  Hilbert變換的MATLAB實現(xiàn)	104■2.5.3  Hilbert變換的性質(zhì)	105■第3章  離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)	109■3.1  離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本原理	109■3.1.1  離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類	109■3.1.2  離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本組成	109■3.2  IIR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及MATLAB實現(xiàn)	110■3.2.1  直接I型	111■3.2.2  直接II型	111■3.2.3  級聯(lián)型	113■3.2.4  并聯(lián)型	118■3.3  FIR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及MATLAB實現(xiàn)	122■3.3.1  直接型	123■3.3.2  級聯(lián)型	123■3.3.3  線性相位型	124■3.3.4  頻率取樣型	126■3.4  Lattice結(jié)構(gòu)及MATLAB實現(xiàn)	131■3.4.1  全零點FIR系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)	131■3.4.2  全極點FIR系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)	136■3.4.3  零極點ARMA系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)	140■第4章  IIR數(shù)字濾波器設(shè)計	147■4.1  濾波器的基本原理	147■4.1.1  濾波原理	147■4.1.2  濾波器的分類	148■4.1.3  濾波器的技術(shù)要求	150■4.2  模擬低通濾波器設(shè)計	152■4.2.1  巴特沃斯低通濾波器的設(shè)計	154■4.2.2  切比雪夫低通濾波器的設(shè)計	159■4.2.3  橢圓低通濾波器的設(shè)計	165■4.3  模擬高通、帶通與帶阻濾波器設(shè)計	169■4.3.1  模擬高通濾波器的設(shè)計	169■4.3.2  模擬帶通濾波器的設(shè)計	171■4.3.3  模擬帶阻濾波器的設(shè)計	173■4.4  基于沖激響應(yīng)不變法的IIR濾波器設(shè)計	175■4.5  基于雙線性Z變換法的IIR濾波器設(shè)計	179■4.6  數(shù)字高通、帶通及帶阻IIR濾波器設(shè)計	183■4.6.1  基于原型濾波器轉(zhuǎn)換法的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計	183■4.6.2  基于直接數(shù)字域法的IIR數(shù)字濾波器設(shè)計	194■4.7  基于MATLAB函數(shù)直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	198■4.7.1  基于巴特沃斯法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	198■4.7.2  基于切比雪夫法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	200■4.7.3  基于橢圓法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	203■4.7.4  基于Yule-Walk法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	205■4.7.5  基于Prony法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	206■4.7.6  基于線性預(yù)測法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	207■4.7.7  基于Steiglitz-McBride法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	209■4.7.8  基于反向頻率法直接設(shè)計IIR數(shù)字濾波器	210■第5章  FIR數(shù)字濾波器設(shè)計	213■5.1  FIR數(shù)字濾波器的特性	213■5.1.1  FIR濾波器的線性相位特性	214■5.1.2  FIR濾波器的幅頻特性	216■5.2  常用窗函數(shù)及MATLAB實現(xiàn)	218■5.2.1  矩形窗（Rectangular window）	219■5.2.2  三角窗（Triangular window）	220■5.2.3  漢寧窗（Hanning window）	222■5.2.4  海明窗（Hamming window）	223■5.2.5  布拉克曼窗（Blackman window）	224■5.2.6  切比雪夫窗（Chebyshev window）	225■5.2.7  巴特里特窗（Bartlett window）	226■5.2.8  凱塞窗（Kaiser window）	228■5.2.9  各種窗函數(shù)的性能比較	229■5.3  基于窗函數(shù)的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計	229■5.3.1  數(shù)字低通濾波器的窗函數(shù)設(shè)計	230■5.3.2  數(shù)字高通濾波器的窗函數(shù)設(shè)計	235■5.3.3  數(shù)字帶通濾波器的窗函數(shù)設(shè)計	240■5.3.4  數(shù)字帶阻濾波器的窗函數(shù)設(shè)計	246■5.4  基于頻率抽樣法的FIR濾波器設(shè)計	248■5.5  基于切比雪夫逼近法的FIR濾波器設(shè)計	258■5.5.1  切比雪夫一致逼近原理	258■5.5.2  基于切比雪夫一致逼近原理的FIR濾波器設(shè)計	259■5.6  基于MATLAB函數(shù)直接設(shè)計FIR數(shù)字濾波器	263■5.6.1  基于窗函數(shù)法直接設(shè)計FIR數(shù)字濾波器	264■5.6.2  基于切比雪夫逼近法直接設(shè)計FIR數(shù)字濾波器	269■5.6.3  基于約束最小二乘法直接設(shè)計FIR數(shù)字濾波器	274■5.6.4  基于Remez擴(kuò)展算法直接設(shè)計非線性相位FIR數(shù)字濾波器	277■5.6.5  基于升余弦法直接設(shè)計FIR數(shù)字濾波器	280■5.7  FIR濾波器與IIR濾波器的比較	281■ ■第6章  平穩(wěn)信號分析	283■6.1  平穩(wěn)信號的描述	284■6.1.1  平穩(wěn)信號的定義	284■6.1.2  平穩(wěn)信號的時域描述	284■6.1.3  平穩(wěn)信號的頻域描述	292■6.2  經(jīng)典功率譜估計	293■6.2.1  相關(guān)函數(shù)估計	293■6.2.2  基于直接法的功率譜估計	299■6.2.3  基于間接法的功率譜估計	302■6.2.4  基于改進(jìn)直接法的功率譜估計	303■6.2.5  基于多窗口法的功率譜估計	309■6.3  基于參數(shù)建模的功率譜估計	311■6.3.1  基于AR模型的功率譜估計	312■6.3.2  基于MA模型的功率譜估計	329■6.3.3  基于ARMA模型的功率譜估計	331■6.3.4  基于最小方差的功率譜估計	334■6.4  基于非參數(shù)建模的功率譜估計	337■6.4.1  相關(guān)矩陣的特征分解	337■6.4.2  基于MUSIC算法的功率譜估計	339■6.4.3  基于特征向量的功率譜估計	342■6.4.4  信號與噪聲子空間維數(shù)估計	344■第7章  非平穩(wěn)信號分析	347■7.1  STFT變換及其MATLAB實現(xiàn)	348■7.1.1  STFT變換的定義	348■7.1.2  STFT變換的時頻分辨率	350■7.1.3  STFT變換的MATLAB實現(xiàn)	351■7.2  Gabor展開及其MATLAB實現(xiàn)	354■7.2.1  連續(xù)Gabor展開	354■7.2.2  離散Gabor展開	355■7.2.3  Gabor時頻譜的MATLAB實現(xiàn)	356■7.3  Wigner-Ville分布及其MATLAB實現(xiàn)	358■7.3.1  Wigner-Ville分布的定義	358■7.3.2  Wigner-Ville分布的性質(zhì)	359■7.3.3  Wigner-Ville分布的離散化	362■7.3.4  偽Wigner-Ville分布	363■7.3.5  Wigner-Ville分布的MATLAB實現(xiàn)	364■7.4  Choi-Williams分布及其MATLAB實現(xiàn)	367■第8章  非高斯信號分析	369■8.1  累積量與高階譜定義	369■8.1.1  隨機(jī)變量的特征函數(shù)	370■8.1.2  矩的定義	370■8.1.3  累積量的定義	371■8.1.4  高階譜的定義	372■8.2  累積量與高階譜的性質(zhì)	373■8.2.1  累積量的性質(zhì)	374■8.2.2  高階譜的性質(zhì)	374■8.3  基于非參數(shù)法的雙譜估計	375■8.3.1  直接法	375■8.3.2  間接法	378■8.4  基于參數(shù)模型的雙譜估計	382■8.4.1  AR、MA與ARMA模型階次的確定	383■8.4.2  基于非高斯AR模型的雙譜估計	386■8.4.3  基于非高斯MA模型的雙譜估計	391■8.4.4  基于非高斯ARMA模型的雙譜估計	394■8.5  基于雙譜的有色高斯噪聲信號檢測	401■8.6  基于雙譜的信號延遲估計	403■第9章  信號處理GUI實現(xiàn)	407■9.1 濾波器設(shè)計與分析工具（FDATool）	407■9.1.1  FDATool快速入門	407■9.1.2  濾波器設(shè)計	412■9.1.3  濾波器導(dǎo)入	415■9.1.4  濾波器導(dǎo)出	416■9.1.5  濾波器建模	416■9.1.6  濾波器量化	417■9.1.7  濾波器轉(zhuǎn)換	418■9.1.8  濾波器分析	419■9.1.9  濾波器MATLAB腳本文件的生成	423■9.2  濾波器設(shè)計與信號分析工具（SPTool）	424■9.2.1  SPTool快速入門	424■9.2.2  信號的時域分析	431■9.2.3  濾波器設(shè)計、編輯與分析	434■9.2.4  信號的頻域分析	442■參考文獻(xiàn)	449"

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