數(shù)字信號處理

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了數(shù)字信號處理的理論、相應(yīng)的算法及這些算法的軟件與硬件實現(xiàn)。全書共14章，分為上、下兩篇，每篇各7章。上篇內(nèi)容包括離散時間信號與離散時間系統(tǒng)的基本概念、Z變換及離散時間系統(tǒng)分析、離散傅里葉變換、傅里葉變換的快速算法、離散時間系統(tǒng)的相位、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量描述、數(shù)字濾波器設(shè)計（IIR、FIR及特殊形式的濾波器）等；下篇內(nèi)容包括信號的正交變換（正交變換的定義與性質(zhì)、K-L變換、DCT及其在圖像壓縮中的應(yīng)用）、信號處理中若干典型算法（如抽取與插值、子帶分解、調(diào)制與解調(diào)、反卷積、SVD、獨立分量分析及同太民濾波等）、平穩(wěn)隨機信號的基本概念、經(jīng)典功率譜估計、參數(shù)模型功率譜估計、數(shù)字信號處理中的有限字長問題及數(shù)字信號處理的硬件實現(xiàn)等內(nèi)容。書中介紹了數(shù)字信號處理中所涉及的絕大部分MATLAB文件，并給出了使用的具體實例。所附光盤中包含了40個分別用FORTRAN語言和C語言編寫的信號處理子和程序，此外還包含了近100個用MATLAB編寫的信號處理程序，這些MATLAB程序可用于求解書中的絕大部分例題并繪制其插圖。除第14章外，《數(shù)字信號處理：理論算法與實現(xiàn)》每一章都配有習題及上機練習題。

書籍目錄

常用符號一覽表
緒論
0.1 數(shù)字信號處理的理論
0.2 數(shù)字信號處理的實現(xiàn)
0.3 數(shù)字信號處理的應(yīng)用
參考文獻
上 篇
第1章 離散時間信號與離散時間系統(tǒng)
1.1 離散時間信號的基本概念
1.1.1 離散信號概述
1.1.2 典型離散信號
1.1.3 離散信號的運算
1.1.4 關(guān)于離散正弦信號的周期
1.2 信號的分類
1.3 噪聲
1.4 信號空間的基本概念
1.5 離散時間系統(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
1.9 關(guān)于Matlab
1.10 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第2章 Z變換及離散時間系統(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 逆Z變換
2.4.1 冪級數(shù)法
2.4. 2 部分分式法
2.4.3 留數(shù)法
2.5 LSI系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)
2.5.1 轉(zhuǎn)移函數(shù)的定義
2.5.2 離散系統(tǒng)的極零分析
2.5.3 濾波的基本概念
2.6 IIR系統(tǒng)的信號流圖與結(jié)構(gòu)
2.6.1 IIR系統(tǒng)的信號流圖
2.6.2 IIR系統(tǒng)的直接實現(xiàn)
2.6.3 IIR系統(tǒng)的級聯(lián)實現(xiàn)
2.6.4 IIR系統(tǒng)的并聯(lián)實現(xiàn)
2.7 用Z變換求解差分方程
2.8 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第3章 離散時間信號的傅里葉變換
3.1 連續(xù)時間信號的傅里葉變換
3. 1.1 連續(xù)周期信號的傅里葉級數(shù)
3.1.2 連續(xù)非周期信號的傅里葉變換
3.1.3 傅里葉級數(shù)和傅里葉變換的區(qū)別與聯(lián)系
3.2 離散時間信號的傅里葉變換(DTFT)
3.2.1 DTFT的定義
3.2.2 DTFT的性質(zhì)
3.2.3 關(guān)于DTFT存在的條件
3.2.4 一些典型信號的DTFT
3.2.5 信號截短對DTFT的影響
3.3 連續(xù)時間信號的抽樣
3.3.1 抽樣定理
3.3.2 信號的重建
3.4 離散時間周期信號的傅里葉級數(shù)
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計算線性卷積
3.6.1 用DFT計算線性卷積的方法和步驟
3.6.2 長序列卷積的計算
3.7 與DFT有關(guān)的幾個問題
3.7.1 頻率分辨率及DFT參數(shù)的選擇
3.7.2 補零問題
3.7.3 DFT對FT的近似
3.8 關(guān)于正弦信號抽樣的討論
3.8.1 抽樣定理對正弦信號的適用性
3.8.2 正弦信號抽樣中的不確定性
3.8.3 對正弦信號截短的原則
3.9 二維傅里葉變換
3.10 希爾伯特變換
3.10.1 連續(xù)時間信號的希爾伯特變換
3.10.2 離散時間信號的希爾伯特變換
3.10.3 希爾伯特變換的性質(zhì)
3.10.4 實因果信號傅里葉變換的實部與虛部，對數(shù)幅度與
相位之間的關(guān)系
3.11 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第4章 快速傅里葉變換
4.1 概述
4.2 時間抽取(DIT)基2 FFT算法
4.2.1 算法的推導(dǎo)
4.2.2 算法的討論
4.3 頻率抽取(DIF)基2 FFT算法
4.4 進一步減少運算量的措施
4.4.1 多類蝶形單元運算
4.4.2 W因子的生成
4.4.3 實輸入數(shù)據(jù)時的FFT算法
4.5 分裂基算法
4.5.1 頻率抽取基4 FFT算法
4.5.2 分裂基算法
4.6 輸入、輸出端僅取少數(shù)點的FFT簡化算法
4.6.1 原始輸入數(shù)據(jù)中含有較多零時的FFT簡化算法
4.6.2 輸入輸出端同時使用FFT簡化算法
4.6.3 線性調(diào)頻Z變換(CZT)
4.7 Winograd快速傅里葉變換算法
4.7.1 下標映射
4.7.2 快速卷積算法
4.7.3 WFTA的公式表示
4.7.4 素因子算法和WFTA所需計算量
4.8 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第5章 離散時間系統(tǒng)的相位、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變量描述
5.1 離散時間系統(tǒng)的相頻響應(yīng)
5.2 FIR系統(tǒng)的線性相位特性
5.3 具有線性相位特性的FIR系統(tǒng)的零點分布
5.4 全通系統(tǒng)與最小相位系統(tǒng)
5.4.1 全通系統(tǒng)
5.4.2 最小相位系統(tǒng)
5.5 譜分解
5.6 FIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
5.6.1 直接實現(xiàn)與級聯(lián)實現(xiàn)
5.6.2 具有線性相位的FIR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
5.6.3 FIR系統(tǒng)的頻率抽樣實現(xiàn)
5.7 離散時間系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)
5.7.1 全零點系統(tǒng)(FIR)的Lattice結(jié)構(gòu)
5.7.2 全極點系統(tǒng)(IIR)的Lattice結(jié)構(gòu)
5.7.3 極零系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)
5.8 離散時間系統(tǒng)的內(nèi)部描述
5.8.1 LSI系統(tǒng)的狀態(tài)變量與狀態(tài)方程
5.8.2 由狀態(tài)方程求系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)
5.8.3 由狀態(tài)方程求系統(tǒng)的輸出及單位抽樣響應(yīng)
5.9 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第6章 無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計
6.1 濾波器的基本概念
6.1.1 濾波器的分類
6.1.2 濾波器的技術(shù)要求
6.2 模擬低通濾波器的設(shè)計
6.2.1 概述
6.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器的設(shè)計
6.2.3 切比雪夫I型模擬低通濾波器的設(shè)計
6.3 模擬高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計
6.3.1 模擬高通濾波器的設(shè)計
6.3.2 模擬帶通濾波器的設(shè)計
6.3.3 模擬帶阻濾波器的設(shè)計
6.4 用沖激響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器
6.5 用雙線性Z變換法設(shè)計IIR數(shù)字低通濾波器
6.6 數(shù)字高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計
6.7 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第7章 有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計
7. 1 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計的窗函數(shù)法
7.2 窗函數(shù)
7.3 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計的頻率抽樣法
7.4 FIR數(shù)字濾波器設(shè)計的切比雪夫逼近法
7.4.1 切比雪夫最佳一致逼近原理
7.4.2 利用切比雪夫逼近理論設(shè)計FIR數(shù)字濾波器
7.4.3 誤差函數(shù)E()的極值特性
7.4.4 線性相位FIR數(shù)字濾波器四種形式的統(tǒng)一表示
7.4.5 設(shè)計舉例
7.4.6 濾波器階次的估計
7.5 幾種簡單形式的濾波器
7.5.1 平均濾波器
7.5.2 平滑濾波器
7.5.3 梳狀濾波器
7.6 建立在極零點抵消基礎(chǔ)上的簡單整系數(shù)濾波器
7.7 低階低通差分濾波器
7.7.1 最佳低階低通差分濾波器的導(dǎo)出
7.7.2 幾種常用的低通整系數(shù)差分濾波器
7.8 濾波器設(shè)計小結(jié)
7.9 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
下篇
第8章 信號處理中常用的正交變換
8.1 希爾伯特空間中的正交變換
8.1.1 信號的正交分解
8.1.2 正交變換的性質(zhì)
8.1.3 交變換的種類
8.2 K-L變換
8.3 離散余弦變換(DCT)與離散正弦變換(DST)
8.3.1 DCT的定義
8.3.2 DCT和K-L變換的關(guān)系
8.3.3 DST的定義及與K-L變換的關(guān)系
8.4 離散Hartley變換(DHT)
8.5 離散W變換(DWT)及正弦類變換
8.5.1 DWT的定義
8.5.2 種形式的DCT及DST
8.5.3 DCT，DST對K-L變換的近似性能
8.6 DCT，DST及DWT快速算法簡述
8.6.1 DCT-II快速算法的思路
8.6.2 DWT快速算法的思路
8.6.3 DST-I快速算法的思路
8.7 圖像壓縮簡介
8.7.1 圖像的基本概念
8.7.2 圖像壓縮的基本概念
8.7.3 圖像壓縮國際標準簡介
8.8 重疊正交變換
8.9 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第9章 信號處理中的若干典型算法
9.1 信號的抽取與插值
9.1.1 信號的抽取
9.1.2 信號的插值
9.1.3 抽取與插值相結(jié)合的抽樣率轉(zhuǎn)換
9.1.4 抽取與插值的濾波器實現(xiàn)
9.2 信號的子帶分解及濾波器組的基本概念
9.3 窄帶信號及信號的調(diào)制與解調(diào)
9.3.1 窄帶信號
9.3.2 信號的調(diào)制與解調(diào)
9.3.3 窄帶信號的抽樣
9.4 逆系統(tǒng)、反卷積及系統(tǒng)辨識
9.5 奇異值分解
9.6 獨立分量分析簡介
9.7 同態(tài)濾波及復(fù)倒譜簡介
9.8 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第10章 平穩(wěn)隨機信號
10.1 隨機信號及其特征描述
10.1.1 隨機變量
10.1.2 隨機信號及其特征的描述
10.2 平穩(wěn)隨機信號
10.2.1 平穩(wěn)隨機信號的定義
10.2.2 平穩(wěn)隨機信號的自相關(guān)函數(shù)
10.2.3 平穩(wěn)隨機信號的功率譜
10.2.4 一階馬爾可夫過程
10.3 平穩(wěn)隨機信號通過線性系統(tǒng)
10.4 平穩(wěn)隨機信號的各態(tài)遍歷性
10.5 信號處理中的最小平方估計問題
10.5.1 確定性信號處理中的最小平方問題
10.5.2 隨機信號參數(shù)的最小均方估計
10.5.3 隨機信號的線性最小均方濾波
10.6 估計質(zhì)量的評價
10.7 功率譜估計概述
10.8 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第11章 經(jīng)典功率譜估計
11.1 自相關(guān)函數(shù)的估計
11.1.1 自相關(guān)函數(shù)的直接估計
11.1.2 自相關(guān)函數(shù)的快速計算
11.2 經(jīng)典譜估計的基本方法
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的質(zhì)量
11.3.1 M＝N一1時的估計質(zhì)量
11.3.2 M11.4 直接法估計的改進
11.4.1 Bartlett法
11.4.2 Welch法
11.4.3 Nuttall法
11.5 經(jīng)典譜估計算法性能的比較
11.6 短時傅里葉變換
11.7 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第12章 參數(shù)模型功率譜估計
12.1 平穩(wěn)隨機信號的參數(shù)模型
12.2 AR模型的正則方程與參數(shù)計算
12.3 AR模型譜估計的性質(zhì)及階次的選擇
12.3.1 AR模型譜估計的性質(zhì)
12.3.2 AR模型階次的選擇
12.4 AR模型的穩(wěn)定性及對信號建模問題的討論
12.4.1 AR模型的穩(wěn)定性
12.4.2 關(guān)于信號建模問題的討論
12.5 關(guān)于線性預(yù)測的進一步討論
12.6 AR模型系數(shù)的求解算法
12.6.1 自才目關(guān)法
12.6.2 Burg算法
12.6.3 改進的協(xié)方差方法
12.7 MA模型及功率譜估計
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
12.9 最小方差功率譜估計(MVSE)
12.10 基于矩陣特征分解的頻率估計及功率譜估計
12.10.1 相關(guān)陣的特征分解
12.10.2 基于信號子空間的頻率估計及功率譜估計
12.10.3 基于噪聲子空間的頻率估計及功率譜估計
12.10.4 信號與噪聲子空間維數(shù)的估計
12.11 現(xiàn)代譜估計各種算法性能的比較
12.12 與本章 內(nèi)容有關(guān)的Matlab文件
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第13章 數(shù)字信號處理中有限字長影響的統(tǒng)計分析
13.1 量化誤差的統(tǒng)計分析
13.2 量化誤差通過LSI系統(tǒng)的統(tǒng)計分析
13.3 IIR系統(tǒng)系數(shù)量化對系統(tǒng)性能的影響
13.4 FIR系統(tǒng)系數(shù)量化對系統(tǒng)性能的影響
13.5 乘法運算舍入誤差對系統(tǒng)性能影響的統(tǒng)計分析
13.5.1 IIR系統(tǒng)中的極限環(huán)振蕩現(xiàn)象
13.5.2 IIR系統(tǒng)中乘法運算舍入誤差的統(tǒng)計分析
13.5.3 FIR系統(tǒng)中乘法運算舍入誤差的統(tǒng)計分析
13.6 DFT運算中舍人誤差的統(tǒng)計分析
小結(jié)
習題與上機練習
參考文獻
第14章 數(shù)字信號處理的硬件實現(xiàn)
14.1 概述
14.2 TMS320系列DSP的主要性能指標
14.2.1 定點與浮點DSP
14.2.2 TI公司DSP產(chǎn)品性能簡表
14.3 TMS320系列DSP的結(jié)構(gòu)及主要性能
14.3.1 TMS320C25的結(jié)構(gòu)及主要性能
14.3.2 TMS320C2000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
14.3.3 TMS320C5000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
14.3.4 TMS320C6000系列的結(jié)構(gòu)及主要性能
14.4 基于TMS320系列DSP系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試
14.4.1 系統(tǒng)設(shè)計的總體考慮
14.4.2 軟件開發(fā)工具
14.4.3 硬件系統(tǒng)集成及調(diào)試工具
14.5 DSP應(yīng)用舉例
小結(jié)
參考文獻
附錄A 關(guān)于所附光盤的說明
附錄B 與本書內(nèi)容有關(guān)的主要Matlab文件
索引

編輯推薦

　　其他版本請見：《數(shù)字信號處理：理論、算法與實現(xiàn)（第2版）（配光盤）（清華大學電子與信息技術(shù)系列教材）》　　《數(shù)字信號處理：理論算法與實現(xiàn)》闡述了數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)理論與概念，同時盡量反映該學科在近20年來的新進展。書中章節(jié)安排合理，說理詳細，論證清晰，便于自學?！稊?shù)字信號處理：理論算法與實現(xiàn)》可作為理工科研究生及大學本科高年級學生的教材及參考書，也可供工程技術(shù)人員自學參考。

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