數(shù)字信號處理

前言

　　S.K.Mitra教授的《數(shù)字信號處理》一書，最早由清華大學出版社于2001年9月以影印版的形式引入中國。為了讓更多的中國讀者能夠分享這本世界知名的教材，電子工業(yè)出版社及時地購買了該書的翻譯版權，分別于2005年初和2006年中先后推出該書的第二版和第三版的中譯版，滿足了國內教學和科研的需要。該書由于其通俗性及與MATLAB緊密的融合等優(yōu)點，逐漸成為國內大學中最受歡迎的數(shù)字信號處理外版書籍?！　?011年初，麥格勞-希爾出版公司再次在全球推出該書的第四版。經過近半年的翻譯后，此版的中譯本也于2011年下半年同國內讀者見面。全書的翻譯基本延續(xù)了前兩版的風格，同時對于專業(yè)詞匯，均重新參考了相應的專業(yè)書籍，力求更加準確。此外，對于書后參考文獻中在國內已經有出版的書籍均給出了說明，盡管其中有些已經絕版，但仍然可以在各大高校的圖書館中找到?！　”緯诙嬗杀救耍ㄓ嘞栌睿┏踝g全書，再由孫洪教授組織師生修改，最后由孫教授修正、定稿。第三版由孫洪教授組織師生翻譯，并由孫教授定稿。第四版在本人第二版譯稿的基礎上，對照第二版與第四版的差異，并參考第三版中譯版的相關內容逐句改譯、增譯而成。因此，本版中譯乃集合了諸多前人智慧之結晶，由于人數(shù)眾多，不便在此一一列舉，具體名單可參閱第二版及第三版的譯者序。在本次翻譯過程中，劉文楊同學協(xié)助給出了本版部分新增內容的初譯，我的家人協(xié)助我錄入了書中的公式并檢查了文稿中的錯漏處，幫我減輕了一定的工作?！　》浅８兄x孫洪教授給本人提供參與翻譯此書第二版的機會。也要感謝電子工業(yè)出版社高教分社的譚海平社長力邀，使我能與此書再次結緣。還要感謝華南理工大學電子與信息學院《數(shù)字信號處理》國家級精品課程的負責人韋崗教授及主要授課教師金連文教授、傅予力教授在百忙之中審閱了本書譯稿。感謝電子工業(yè)出版社李秦華編輯為本書所付出的大量細致認真的工作。麥格勞-希爾北京辦事處的古麗嬋女士和香港辦事處的張俊文先生在本書翻譯過程中提供了不少的幫助，尤其是在今年6月Mitra教授訪華期間積極安排與其的會面，在此一并感謝。　　由于本人水平有限，加之翻譯時間倉促，書中錯誤在所難免，歡迎各位同行和同學批評指正?！　∽g者　　2011年10月

內容概要

　　本書是數(shù)字信號領域的經典教材Digital Signal Processing: A Computer-Based
Approach, Fourth
Edition的中文翻譯版，內容涵蓋了信號與信號處理、時域中的離散時間信號、頻域中的離散時間信號、離散時間系統(tǒng)、有限長離散變換、z變換、變換域中的LTI離散時間系統(tǒng)、數(shù)字濾波器結構、IIR數(shù)字濾波器設計、FIR數(shù)字濾波器設計、DSP算法實現(xiàn)等方面。本書的特點是，在講解上述內容的同時，給出了大量簡單而實用的例子，并用MATLAB程序進行了驗證，同時提供了大量的高質量習題和仿真練習。

作者簡介

作者：(美國)米特拉 (Sanjit K.Mitra) 譯者：余翔宇米特拉(Sanjit K.Mitra)，美國南加州大學洛杉磯分校謝明電氣工程系的Stephen and Etta Varra教授，加州大學圣巴巴拉分校電氣與計算機工程系研究員。分別于1960年和1962年獲得加州大學伯克利分校電氣工程專業(yè)碩士學位和博士學位。曾任IEEE電路與系統(tǒng)學會主席.IEEE信號處理學會主席團成員。他在模擬與數(shù)字信號處理、圖像處理領域發(fā)表了660多篇論文，出版了12本圖書，并擁有5項專利。在工業(yè)和學術領域，Mitra博士獲得了許多榮譽。Mitra博士是美國工程院院士，芬蘭科學院院士，挪威科學與技術學院院士，克羅地亞科學與藝術學院外籍成員，墨西哥工程院外籍成員，印度工程院外籍院士，印度科學院外籍院士，IEEE、AAAS、SPIE會士，EURASIP會員。

書籍目錄

目　錄
第1章　信號和信號處理
　1.1　信號的特征與分類
　1.2　典型的信號處理運算
　1.3　典型信號舉例
　1.4　典型的信號處理應用
　1.5　為什么要進行數(shù)字信號處理
第2章　時域中的離散時間信號
　2.1　時域表示
　2.2　序列的運算
　2.3　有限長序列的運算
　2.4　典型序列與序列表示
　2.5　抽樣過程
　2.6　信號的相關
　2.7　隨機信號
　2.8　小結
　2.9　習題
　2.10　MATLAB練習
第3章　頻域中的離散時間信號
　3.1　連續(xù)時間傅里葉變換
　3.2　離散時間傅里葉變換
　3.3　離散時間傅里葉變換定理
　3.4　離散時間序列的能量密度譜
　3.5　帶限離散時間信號
　3.6　用MATLAB計算DTFT
　3.7　展開相位函數(shù)
　3.8　連續(xù)時間信號的數(shù)字處理
　3.9　帶通信號的抽樣
　3.10　抽樣和保持運算的效果
　3.11　小結
　3.12　習題
　3.13　MATLAB練習
第4章　離散時間系統(tǒng)
　4.1　離散時間系統(tǒng)舉例
　4.2　離散時間系統(tǒng)的分類
　4.3　沖激和階躍響應
　4.4　LTI離散時間系統(tǒng)的時域特性
　4.5　簡單互連方案
　4.6　有限維LTI離散時間系統(tǒng)
　4.7　LTI離散時間系統(tǒng)的分類
　4.8　LTI離散時間系統(tǒng)的頻域表示
　4.9　相位延遲和群延遲
　4.10　小結
　4.11　習題
　4.12　MATLAB練習
第5章　有限長離散變換
　5.1　正交變換
　5.2　離散傅里葉變換
　5.3　DTFT與DFT及其逆之間的關系
　5.4　圓周卷積
　5.5　有限長序列的分類
　5.6　DFT對稱關系
　5.7　離散傅里葉變換定理
　5.8　傅里葉域濾波
　5.9　計算實序列的DFT　
　5.10　用DFT實現(xiàn)線性卷積
　5.11　短時傅里葉變換
　5.12　離散余弦變換
　5.13　Haar變換
　5.14　能量壓縮性質
　5.15　小結
　5.16　習題
　5.17　MATLAB練習
第6章　z變換
　6.1　定義
　6.2　有理z變換
　6.3　有理z變換的收斂域
　6.4　逆z變換
　6.5　z變換定理
　6.6　有限長序列卷積的計算
　6.7　傳輸函數(shù)
　6.8　小結
　6.9　習題
　6.10　MATLAB練習
第7章　變換域中的LTI離散時間系統(tǒng)
　7.1　基于幅度特征的傳輸函數(shù)分類
　7.2　基于相位描述的傳輸函數(shù)分類
　7.3　線性相位FIR傳輸函數(shù)的類型
　7.4　簡單數(shù)字濾波器
　7.5　互補傳輸函數(shù)
　7.6　逆系統(tǒng)
　7.7　系統(tǒng)識別
　7.8　數(shù)字二端口網(wǎng)絡
　7.9　代數(shù)穩(wěn)定性測試
　7.10　小結
　7.11　習題
　7.12　MATLAB練習
第8章　數(shù)字濾波器結構
　8.1　框圖表示
　8.2　等效結構　
　8.3　基本FIR數(shù)字濾波器結構　
　8.4　基本IIR數(shù)字濾波器結構
　8.5　用MATLAB實現(xiàn)基本結構
　8.6　全通濾波器　
　8.7　參數(shù)可調諧低通IIR數(shù)字濾波器對　
　8.8　IIR抽頭級聯(lián)格型結構
　8.9　FIR級聯(lián)格型結構　
　8.10　IIR傳輸函數(shù)的并聯(lián)全通實現(xiàn)
　8.11　可調諧數(shù)字濾波器
　8.12　數(shù)字濾波器結構的計算復雜度
　8.13　小結　
　8.14　習題
　8.15　MATLAB練習
第9章　IIR數(shù)字濾波器設計
　9.1　預備知識
　9.2　IIR濾波器設計的雙線性變換法
　9.3　設計低通IIR數(shù)字濾波器
　9.4　高通、帶通和帶阻IIR數(shù)字濾波器設計
　9.5　IIR濾波器的譜變換
　9.6　用MATLAB設計IIR數(shù)字濾波器
　9.7　IIR數(shù)字濾波器的計算機輔助設計
　9.8　小結
　9.9　習題
　9.10　MATLAB練習
第10章　FIR數(shù)字濾波器設計
　10.1　預備知識
　10.2　基于加窗傅里葉級數(shù)的FIR濾波器設計
　10.3　等波紋線性相位FIR濾波器的計算機輔助設計
　10.4　設計最小相位FIR濾波器
　10.5　用MATLAB設計數(shù)字濾波器
　10.6　計算高效的FIR數(shù)字濾波器的設計
　10.7　小結
　10.8　習題
　10.9　MATLAB練習
第11章　DSP算法實現(xiàn)
　11.1　基本問題
　11.2　用MATLAB進行結構仿真和驗證
　11.3　計算離散傅里葉變換
　11.4　基于序號映射的快速DFT算法
　11.5　用MATLAB計算DFT和IDFT
　11.6　滑動離散傅里葉變換
　11.7　在窄頻帶上計算DFT
　11.8　數(shù)字表示
　11.9　溢出的處理
　11.10　小結
　11.11　習題
　11.12　MATLAB練習
第12章　有限字長效應的分析
　12.1　量化過程和誤差
　12.2　定點數(shù)的量化
　12.3　浮點數(shù)的量化
　12.4　系數(shù)量化效應的分析
　12.5　A/D轉換噪聲分析
　12.6　算術舍入誤差分析
　12.7　動態(tài)范圍縮放
　12.8　低階IIR濾波器的信噪比
　12.9　低靈敏度數(shù)字濾波器
　12.10　用誤差反饋減少乘積舍入誤差
　12.11　IIR數(shù)字濾波器中的極限環(huán)
　12.12　FFT算法中的舍入誤差
　12.13　小結
　12.14　習題
　12.15　MATLAB練習
第13章　多抽樣率數(shù)字信號處理基礎
　13.1　基本抽樣率轉換器件
　13.2　用于抽樣率變換的多抽樣率結構
　13.3　抽取器和內插器的多級設計
　13.4　多相分解
　13.5　任意率抽樣率轉換器
　13.6　奈奎斯特濾波器
　13.7　CIC抽取器和內插器
　13.8　小結
　13.9　習題
　13.10　MATLAB練習
第14章　多抽樣率濾波器組和小波
　14.1　數(shù)字濾波器組
　14.2　雙通道正交鏡像濾波器組
　14.3　完全重構的雙通道FIR濾波器組
　14.4　L通道QMF組
　14.5　多層濾波器組
　14.6　離散小波變換
　14.7　小結
　14.8　習題
　14.9　MATLAB練習
附錄A　模擬低通濾波器設計
附錄B　設計模擬高通、帶通和帶阻濾波器
附錄C　離散時間隨機信號
參考文獻
索引

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：信號在日常生活中扮演了重要的角色。常見的信號有語音、音樂、圖片和視頻信號等。信號是自變量（如時間、距離、位置、溫度和壓力等）的函數(shù)。例如，語音和音樂信號表示空間上某個點的氣壓，它是時間的函數(shù)；黑白圖片將光強度表示為兩個空間坐標的函數(shù)；電視中的視頻信號由稱為幀的圖像序列組成，它是兩個空間坐標和時間這三個變量的函數(shù)。我們遇到的大多數(shù)信號都是自然產生的。然而，信號也可以通過人工合成或計算機仿真生成。信號攜帶著信息，而信號處理的目的就是提取信號所攜帶的有用信息。信息提取的方法取決于信號的類型以及信號中信息的本質。因此，粗略地講，信號處理研究信號的數(shù)學表示以及用以提取信號所含信息而對信號進行的算法運算。信號可以用原自變量域中的基函數(shù)或者用變換域中的基函數(shù)表示。同樣，信息提取處理可以在信號的原始域或變換域中進行。本書主要涉及信號的離散時間表示和相應的離散時間處理。本章給出了信號和信號處理方法的概述。首先討論信號的數(shù)學描述和信號的分類；接著，詳細討論一些典型的信號，并且描述它們所攜帶信息的類型，接下來通過例子給出并演示一些常用的信號處理運算；隨后簡要地講述一些典型的數(shù)字信號處理應用；最后討論數(shù)字信號處理的優(yōu)點和缺點。

編輯推薦

《數(shù)字信號處理:基于計算機的方法(第4版)》采用一種三步教學法的結構，即先討論基本理論和算法，接下來給出一些人工求解計算的實例，最后用MATLAB推演題解，使用了大量基于MATLAB的實例，以演示MATLAB求解信號處理問題的能力，從日常生活出發(fā)引出信號處理的問題，并給出實際應用，幫助理解信號處理概念。強調掌握概念與工具，而非數(shù)學推導。

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