數(shù)字信號(hào)處理--理論、算法與實(shí)現(xiàn)

內(nèi)容概要

本書較為系統(tǒng)地介紹了數(shù)字信號(hào)處理理論、相應(yīng)的算法及這些算法的軟件與硬件實(shí)現(xiàn)。全書共14章，內(nèi)容包括離散時(shí)間信號(hào)與離散系統(tǒng)的基本概念、離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換及DFT、其它常用信號(hào)變換等。

書籍目錄

目錄
常用符號(hào)一覽表
緒論
0.1 數(shù)字信號(hào)處理的理論
0.2 數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)
0.3 數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第1章 離散時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間系統(tǒng)
1.1 離散時(shí)間信號(hào)的基本概念
1.2 信號(hào)的分類
1.3 噪聲
1.4 信號(hào)空間的基本概念
1.5 離散時(shí)間系統(tǒng)的基本概念
1.6 LSI系統(tǒng)的輸入、輸出關(guān)系
1.7 LSI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)
1.8 確定性信號(hào)的相關(guān)函數(shù)
1.8.1 相關(guān)函數(shù)的定義
1.8.2 相關(guān)函數(shù)和線性卷積的關(guān)系
1.8.3 相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)
1.8.4 相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第2章 z變換及離散時(shí)間系統(tǒng)分析
2.1 Z變換的定義
2.2 Z變換的收斂域
2.3 Z變換的性質(zhì)
2.4 LSI系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)
2.5 IIR系統(tǒng)的信號(hào)流圖與結(jié)構(gòu)
2.5.1 IIR系統(tǒng)的信號(hào)流圖
2.5.2 IIR系統(tǒng)的直接實(shí)現(xiàn)
2.5.3 IIR系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)
2.5.4 IIR系統(tǒng)的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)
2.6 逆Z變換
2.6.1 冪級(jí)數(shù)法
2.6.2 部分分式法
2.6.3 留數(shù)法
2.7 用Z變換求解差分方程
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第3章 離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換及DFT
3.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換
3.2 離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換
3.2.1 DTFT的定義
3.2.2 DTFT的性質(zhì)
3.2.3 DTFT的應(yīng)用
3.3 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的抽樣
3.3.1 抽樣定理
3.3.2 信號(hào)的重建
3.4 離散時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉變換
3.5 離散傅里葉變換（DFT）
3.5.1 DFT的定義
3.5.2 DFT導(dǎo)出的圖形解釋
3.5.3 DFT與DTFT及Z變換之關(guān)系
3.5.4 DFT的性質(zhì)
3.6 用DFT計(jì)算線性卷積
3.6.1 用DFT計(jì)算線性卷積的方法和步驟
3.6.2 長(zhǎng)序列卷積的計(jì)算
3.7 與DFT有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題
3.7.1 頻率分辨率及DFT參數(shù)的選擇
3.7.2 補(bǔ)零問(wèn)題
3.7.3 DFT對(duì)FT的近似
3.8 關(guān)于正弦信號(hào)抽樣的討論
3.8.1 抽樣定理對(duì)正弦信號(hào)的適用性
3.8.2 正弦信號(hào)抽樣中的不確定性
3.8.3 對(duì)正弦信號(hào)截短的原則
3.9 二維傅里葉變換
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第4章 其它常用的信號(hào)變換
4.1 Hilbert空間中的正交變換
4.2 K－L變換
4.3 離散余弦變換（DCT）與離散正弦變換（DST）
4.3.1 DCT的定義
4.3.2 DCT和K－L變換的關(guān)系
4.3.3 DST的定義及與K－L變換的關(guān)系
4.4 離散Hartley變換（DHT）
4.5 離散W變換（DWT）及正弦類變換
4.5.1 DWT的定義
4.5.2 四種形式的DCT及DST
4.5.3 DCT，DST對(duì)K－L變換的近似性能
4.6 Hilbert變換
4.6.1 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的Hilbert變換
4.6.2 離散時(shí)間信號(hào)的Hilbert變換
4.6.3 Hilbert變換的性質(zhì)
4.6.4 實(shí)因果信號(hào)傅里葉變換的實(shí)部與虛部、對(duì)數(shù)幅度與相位之的關(guān)系
4.7 窄帶信號(hào)
4.7.1 窄帶信號(hào)的表示及其Hilbert變換
4.7.2 窄帶信號(hào)的抽樣
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第5章 快速傅里葉變換
5.1 概述
5.2 時(shí)間抽?。―IT）基2FFT算法
5.2.1 算法的推導(dǎo)
5.2.2 算法的討論
5.3 頻率抽取（DIF）基2FFT算法
5.4 進(jìn)一步減少運(yùn)算量的措施
5.4.1 多類蝶形單元運(yùn)算
5.4.2 W因子的生成
5.4.3 實(shí)輸入數(shù)據(jù)時(shí)的FFT算法
5.5 分裂基算法
5.5.1 頻率抽取基4FFT算法
5.5.2 分裂基算法
5.6 輸入、輸出端僅取少數(shù)點(diǎn)的FFT算法
5.6.1 原始輸入數(shù)據(jù)中含有較多零時(shí)的FFT算法
5.6.2 輸入輸出端同時(shí)使用FFTPruning算法
5.6.3 線性調(diào)頻Z變換（CZT）
5.7 Winograd快速傅里葉變換算法（WFTA）
5.7.1 下標(biāo)映射（indexmapping）
5.7.2 快速卷積算法
5.7.3 WFTA
5.7.4 素因子算法和WFTA所需計(jì)算量
5.8 DCT，DsT及DWT快速算法簡(jiǎn)述
5.8.1 DCT－Ⅱ快速算法的思路
5.8.2 DWT快速算法的思路
5.8.3 DST－I快速算法的思路
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第6章 離散時(shí)間系統(tǒng)的相位、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量描述
6.1 離散時(shí)間系統(tǒng)的相頻響應(yīng)
6.1.1 線性相位
6.1.2 FIRDF的線性相位特征
6.1.3 全通濾波器與最小相位濾波器
6.2 FIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
6.2.1 直接實(shí)現(xiàn)與級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)
6.2.2 具有線性相位的FIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
6.2.3 FIR系統(tǒng)的遞歸實(shí)現(xiàn)及梳狀濾波器
6.2.4 FIR系統(tǒng)的頻率抽樣實(shí)現(xiàn)
6.3 離散時(shí)間系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)
6.3.1 全零點(diǎn)系統(tǒng)（FIR）的Lattice結(jié)構(gòu)
6.3.2 全極點(diǎn)系統(tǒng)（IIR）的Lattice結(jié)構(gòu)
6.3.3 極－零系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)
6.4 離散時(shí)間系統(tǒng)的內(nèi)部描述
6.4.1 LsI系統(tǒng)的狀態(tài)變量與狀態(tài)方程
6.4.2 由狀態(tài)方程求系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)
6.4.3 由狀態(tài)方程求系統(tǒng)的輸出及單位抽樣響應(yīng)
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第7章 無(wú)限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
7.1 濾波器的基本概念
7.1.1 濾波原理
7.1.2 濾波器的分類
7.1.3 濾波器的技術(shù)要求
7.2 模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)
7.2.1 概述
7.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器設(shè)計(jì)
7.2.3 切比雪夫I型模擬低通濾波器設(shè)計(jì)
7.3 模擬高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計(jì)
7.3.1 模擬高通濾波器的設(shè)計(jì)
7.3.2 模擬帶通濾波器的設(shè)計(jì)
7.3.3 模擬帶阻濾波器的設(shè)計(jì)
7.4 用沖激響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器
7.5 用雙線性Z變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器
7.6 數(shù)字高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計(jì)
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第8章 有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)
8.1 FIRDF設(shè)計(jì)的窗函數(shù)法
8.2 窗函數(shù)
8.3 FIRDF設(shè)計(jì)的頻率抽樣法
8.4 FIRDF設(shè)計(jì)的切比雪夫逼近法
8.4.1 切比雪夫最佳一致逼近定理
8.4.2 利用切比雪夫逼近理論設(shè)計(jì)FIRDF
8.4.3 誤差函數(shù)E（ω）的極值特性
8.4.4 線性相位FIRDF四種形式的統(tǒng)一表示
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第9章 其它類型的數(shù)字濾波器
9.1 簡(jiǎn)單整系數(shù)數(shù)字濾波器
9.1.1 建立在多項(xiàng)式擬合基礎(chǔ)上的簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器
9.1.2 建立在極－零點(diǎn)抵消基礎(chǔ)上的簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器
9.1.3 建立在二項(xiàng)式序列基礎(chǔ)上的簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器
9.2 低階低通差分濾波器
9.3 幾種常用的低通整系數(shù)差分濾波器
9.4 抽樣率轉(zhuǎn)換濾波器
9.4.1 信號(hào)的抽取
9.4.2 信號(hào)的插值
9.4.3 抽取與插值相結(jié)合的抽樣率轉(zhuǎn)換
9.4.4 抽取與插值的濾波器實(shí)現(xiàn)
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第10章 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)
10.1 隨機(jī)信號(hào)及其特征描述
10.1.1 隨機(jī)變量
10.1.2 隨機(jī)信號(hào)及其特征的描述
10.2 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)
10.3 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)
10.4 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的各態(tài)遍歷性
10.5 信號(hào)處理中的最小平方問(wèn)題
10.6 估計(jì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)
10.7 功率譜估計(jì)概述
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第11章 經(jīng)典功率譜估計(jì)
11.1 自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)
11.1.1 自相關(guān)函數(shù)的直接估計(jì)
11.1.2 自相關(guān)函數(shù)的快速計(jì)算
11.2 經(jīng)典譜估計(jì)的基本方法
11.2.1 直接法
11.2.2 間接法
11.2.3 直接法和間接法的關(guān)系
11.3 直接法和間接法估計(jì)的質(zhì)量
11.3.1 M＝N―1時(shí)的估計(jì)質(zhì)量
11.3.2 M＜N－1時(shí)的估計(jì)質(zhì)量
11.4 直接法估計(jì)的改進(jìn)
11.4.1 Bartlett法
11.4.2 Welch法
11.4.3 Nuttall法
11.5 經(jīng)典譜估計(jì)算法性能的比較
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第12章 參數(shù)模型功率譜估計(jì)
12.1 平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的參數(shù)模型
12.2 AR模型的正則方程與參數(shù)計(jì)算
12.3 AR模型譜估計(jì)的性質(zhì)及階次p的選擇
12.3.1 AR模型譜估計(jì)的性質(zhì)
12.3.2 AR模型階次的選擇
12.4 AR模型的穩(wěn)定性及對(duì)信號(hào)建模問(wèn)題的討論
12.4.1 AR模型的穩(wěn)定性
12.4.2 關(guān)于信號(hào)建模問(wèn)題的討論
12.5 關(guān)于線性預(yù)測(cè)的進(jìn)一步討論
12.6 AR模型系數(shù)的求解算法
12.6.1 自相關(guān)法
12.6.2 Burg算法
12.6.3 改進(jìn)的協(xié)方差方法
12.7 MA模型及功率譜估計(jì)
12.7.1 MA模型及其正則方程
12.7.2 MA模型參數(shù)的求解方法
12.8 ARMA模型及功率譜估計(jì)
12.9 最小方差功率譜估計(jì)（MVsE）
12.10 基于矩陣特征分解的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)
12.10.1 相關(guān)陣的特征分解
12.10.2 基于信號(hào)子空間的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)
12.10.3 基于噪聲子空間的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)
12.10.4 信號(hào)與噪聲子空間維數(shù)的估計(jì)
12.11 現(xiàn)代譜估計(jì)各種算法性能的比較
小結(jié)
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)
參考文獻(xiàn)
第13章 非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的時(shí)－頻分布
13.1 概述
13.2 WVD定義的解釋
13.3 WVD的性質(zhì)
13.4 常用信號(hào)的WVD
13.5 WVD的實(shí)現(xiàn)
13.6 時(shí)－頻分布的統(tǒng)一表示形式
13.6.1 Wigner分布和模糊函數(shù)
13.6.2 時(shí)－頻分布的統(tǒng)一表示形式
13.6.3 時(shí)－頻分布所希望的性質(zhì)及對(duì)核函數(shù)的制約
13.6.4 關(guān)于交叉項(xiàng)及核函數(shù)的進(jìn)一步討論
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第14章 數(shù)字信號(hào)處理的硬件實(shí)現(xiàn)
14.1 概述
14.2 TMS320系列的性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
14.2.1 TMS320系列的主要性能指標(biāo)
14.2.2 TMS320C2X的性能與結(jié)構(gòu)
14.2.3 TMS320C3X/4X/5X性能簡(jiǎn)介
14.2.4 TMS320C80的性能與結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
14.3 TMS320C2X的指令系統(tǒng)
14.3.1 TMS320C2X指令的特點(diǎn)
14.3.2 TMS320C2X的尋址方式
14.3.3 TMS320C2X的指令集
14.4 基于TMS320系列DsP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試
14.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體考慮
14.4.2 軟件開(kāi)發(fā)工具
14.4.3 硬件系統(tǒng)集成及調(diào)試工具
小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄A 計(jì)算機(jī)程序使用說(shuō)明
附錄B 功率譜估計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
附錄C 部分計(jì)算機(jī)程序清單
索引

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