數(shù)字信號處理

內(nèi)容概要

姚天任的《數(shù)字信號處理(簡明版電子信息學(xué)科基礎(chǔ)課程系列教材普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材)》系統(tǒng)介紹數(shù)字信號處理最基本的理論、概念和方法。第1章，介紹離散時間信號和離散時間系統(tǒng)的基本理論；第2章，討論DFT的原理及快速算法；第3章，介紹FIR和IIR
數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)以及有限字長效應(yīng)；第4章，介紹FIR數(shù)字濾波器的主要設(shè)計方法；第5章，介紹IIR數(shù)字濾波器的主要設(shè)計方法。所有算法和設(shè)計方法都強調(diào)了MATLAB的應(yīng)用。
本書強調(diào)基本概念、基本理論和基本方法，注意突出重點、分散難點，強調(diào)理論聯(lián)系實際，并配有較豐富的例題和習(xí)題，適合作為教材，也便于自學(xué)。
《數(shù)字信號處理(簡明版電子信息學(xué)科基礎(chǔ)課程系列教材普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材)》可作為高等學(xué)校信息與通信工程、自動化、計算機、電子科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀表、生物醫(yī)學(xué)工程、雷達、聲納等理工科專業(yè)的教材，也適合作為從事這些專業(yè)的科學(xué)研究和工程技術(shù)工作的人員的參考書。

作者簡介

姚天任，1962年畢業(yè)于北京清華大學(xué)無線電電子學(xué)系。1982年至1984年為美國辛辛那提大學(xué)訪問學(xué)者?，F(xiàn)任華中科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，中國電子學(xué)會信號處理分會副理事長，《信號處理》學(xué)報編委會副主編。
作者主要著作有《高頻電子線路》、《數(shù)字信號處理》、《數(shù)字語音處理》和《現(xiàn)代數(shù)字信號處理》，分別獲全國高等學(xué)校優(yōu)秀教材獎、原電子部優(yōu)秀教材一等獎、湖北省科技進步三等獎。主要科研成果有“數(shù)論變換和多項式變換的理論和應(yīng)用”等4項國家自然科學(xué)基金項目，“藍綠激光對潛通信”等3項“八五”和“九五”國防科技重點預(yù)研項目，分別獲中船總科技進步三等獎和國家教委科技進步一等獎。在國內(nèi)外重要刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文百余篇。
作者目前的主要研究方向是多媒體信息處理和通信、現(xiàn)代數(shù)字信號處理、語音壓縮編碼、漢語語音識別和語音增強等。

書籍目錄

第0章  概論
  0．1  離散時間信號和數(shù)字信號
  0．2  數(shù)字信號處理
  0．3  數(shù)字信號處理的優(yōu)點和局限性
  0．4  數(shù)字信號處理學(xué)科的內(nèi)容和應(yīng)用
第1章  離散時間信號和離散時間系統(tǒng)
  1．1  離散時間信號——序列
  1．1．1  基型序列
  1．1．2  模擬頻率和數(shù)字頻率
  1．1．3  周期序列
  1．1．4  序列的基本運算
  1．2  離散時間系統(tǒng)
  1．2．1  系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性
  1．2．2  線性時不變系統(tǒng)
  1．3  離散時間傅里葉變換
  1．3．1  離散時間傅里葉變換的定義
  1．3．2  DTFT的性質(zhì)
  1．3．3  離散時間信號的頻譜
  1．3．4  離散時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)
  1．4  z變換
  1．4．1  z變換的定義
  1．4．2  逆z變換
  1．4．3  z變換的性質(zhì)和常用的z變換公式
  1．5  傳輸函數(shù)
  1．5．1  LTI系統(tǒng)的傳輸函數(shù)
  1，5．2  利用傳輸函數(shù)分析系統(tǒng)的頻率響應(yīng)
  1．5．3  利用傳輸函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性
  1．5．4  利用傳輸函數(shù)計算LTI系統(tǒng)的輸出
  1．6  離散時間信號和系統(tǒng)的MATLAB分析
  1．6．1  離散時間信號的產(chǎn)生
  1．6．2  序列的基本運算
  1．6．3  線性卷積和相關(guān)序列的計算
  1．6．4  DTFT的計算
  1．6．5  系統(tǒng)頻率響應(yīng)的計算
  1．6．6  系統(tǒng)有理傳輸函數(shù)的計算
  1．6．7  計算離散時間系統(tǒng)的輸出
  習(xí)題
第2章  離散傅里葉變換及其快速算法
  2．1  DFT的基本概念
  2．1．1  DFT的定義
  2．1．2  由DFT重構(gòu)時間序列
  2．1．3  由DFT重構(gòu)DTFT
  2．1．4  DFT的物理意義
  2．1．5  對DFT計算結(jié)果的解讀
  2．1．6  4種傅里葉分析方法
  2．2  DFT的性質(zhì)
  2．2．1  序列的循環(huán)移位
  2．2．2  序列的循環(huán)卷積
  2．2．3 卷積定理
  2．2．4  Paeval定理
  2．2．5  復(fù)序列的DFT的對稱性
  2．2．6  實序列的DFT的對稱性
  2．2．7  DFT主要性質(zhì)匯總
  2．3  矩形序列的DFT
  2．4  利用DFT進行信號頻譜分析
  2．4．1  加窗截斷造成頻譜泄漏和分辨率降低
  2．4．2  序列加窗對DFT的影響
  2．4．3  序列補零對DFT的影響
  2．5  利用DFT計算線性卷積
  2．5．1  基本原理
  2．5．2  分段卷積
  2．6  DFT的快速計算方法：快速傅里葉變換
  2．6．1  時間抽取基-2 FFT算法的信號流圖
  2．6．2  時間抽取基-2 FFT算法結(jié)構(gòu)的特點
  2．6．3  時間抽取基-2 FFT算法的計算量
  2．6．4  倒序：輸入時間序列的重排
  2．6．5  時間抽取基-2 FFT的其他算法結(jié)構(gòu)
  2．6．6  頻率抽取基-2 FFT算法
  2．6．7  計算FFT的MATLAB內(nèi)部函數(shù)
  2．7  實際應(yīng)用FFT算法時需要考慮的幾個問題
  2．7．1  輸入數(shù)據(jù)的采集和處理
  2．7．2  FFT計算結(jié)果的解讀
  習(xí)題
第3章  數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)和有限字長效應(yīng)
  3．1  FlR濾波器的直接型結(jié)構(gòu)和級聯(lián)結(jié)構(gòu)
  3．1．1  FlR直接型結(jié)構(gòu)
  3．1．2  FIR級聯(lián)結(jié)構(gòu)
  3．2  FIR濾波器的格型結(jié)構(gòu)
  3．3  線性相位FIR濾波器
  3．3．1  線性相位濾波器的定義
  3．3．2  線性相位FIR濾波器的沖激響應(yīng)應(yīng)滿足的條件
  3．3．3  4種類型線性相位FlR濾波器
  3．3．4  線性相位FIR濾波器的結(jié)構(gòu)
  3．4  FIR濾波器的頻率取樣結(jié)構(gòu)
  3．4．1  頻率取樣結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)
  3．4．2  頻率取樣結(jié)構(gòu)的改進
  3．5  IIR濾波器的結(jié)構(gòu)
  3．5．1  IIR濾波器的直接型結(jié)構(gòu)
  3．5．2  IIR濾波器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)
  3．5．3  IIR濾波器的級聯(lián)結(jié)構(gòu)
  3．6  全通濾波器和最小相位濾波器
  3．6．1  全通濾波器
  3．6．2  最小相位濾波器
  3．6．3  非最小相位IIR濾波器的分解
  3．7  IIR濾波器的格型結(jié)構(gòu)
  3．7．1  全極點格型濾波器
  3．7．2  極點一零點格型濾波器
  3．8  濾波器的有限字長效應(yīng)
  3．8．1  二進制數(shù)表示方法
  3．8．2  信號的量化誤差
  3．8．3  濾波器系數(shù)的量化
  3．8．4  溢出和定標
  3．9  IIR濾波器的零輸入極限環(huán)現(xiàn)象
  習(xí)題
第4章  FIR數(shù)字濾波器設(shè)計
  4．1  數(shù)字濾波器的設(shè)計指標
  4．1．1  因果數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)
  4．1．2  數(shù)字濾波器設(shè)計指標
  4．2  FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計方法
  4．2．1  窗函數(shù)設(shè)計方法的原理
  4．2．2  窗函數(shù)法設(shè)計步驟
  4．2．3  Kaiser窗
  4．3  設(shè)計FIR濾波器的最小二乘法
  4．4  設(shè)計FIR濾波器的頻率取樣方法
  4．4．1  頻率取樣方法的基本原理
  4．4．2  頻率取樣設(shè)計方法對過渡帶的優(yōu)化
  4．5  最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器的設(shè)計：Parks—McClellan算法
  4．5．1  Minimax誤差準則
  4．5．2  交替定理
  4．5．3  Parks—McClellan算法
  4．6  設(shè)計線性相位FIR濾波器的MATLAB方法
  4．6．1  按照算法原理編寫m文件
  4．6．2  Kaiser窗設(shè)計方法的MATLAB實現(xiàn)
  4．6．3  設(shè)計線性相位FIR濾波器的MATLAB函數(shù)
  4．7  用MATLAB設(shè)計最優(yōu)等波紋線性相位FIR濾波器
  習(xí)題
第5章  IIR數(shù)字濾波器設(shè)計
  5．1  設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的一般方法
  5．1．1  設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的兩種方案
  5．1．2  模擬低通濾波器的技術(shù)指標
  5．1．3  平方幅度響應(yīng)與傳輸函數(shù)
  5．2  常用四種原型濾波器
  5．2．1  Butterworth濾波器
  5．2．2  Chebyshev I型濾波器
  5．2．3  Chebyshev II型濾波器
  5．2．4  橢圓濾波器
  5．3  模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射
  5．3．1  沖激響應(yīng)不變法
  5．3．2  雙線性變換法
  5．4  模擬頻率變換
  5．4．1  從模擬原型濾波器到模擬低通濾波器的變換
  5．4．2  從模擬原型濾波器到模擬高通濾波器的變換
  5．4．3  從模擬原型濾波器到模擬帶通濾波器的變換
  5．4．4  從模擬原型濾波器到模擬帶阻濾波器的變換
  5．5  數(shù)字頻率變換
  5．5．1  數(shù)字低通濾波器到數(shù)字低通濾波器的頻率變換
  5．5．2  數(shù)字低通濾波器到數(shù)字高通濾波器的頻率變換
  5．5．3  數(shù)字低通濾波器到數(shù)字帶通濾波器的頻率變換
  5．5．4  數(shù)字低通濾波器到數(shù)字帶阻濾波器的頻率變換
  5．6  設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的一般步驟
  5．7  用于設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的主要MATLAB函數(shù)
  5．7．1  模擬濾波器設(shè)計
  5．7．2  模擬濾波器到數(shù)字濾波器的映射
  5．7．3  頻率變換
  5．7．4  專用于設(shè)計IIR濾波器的MATLAB函數(shù)
  5．8  MATLAB中的濾波器設(shè)計和分析工具
附錄  頻率取樣法設(shè)計線性相位FIR濾波器的過渡帶優(yōu)化取樣值
參考文獻

編輯推薦

　　《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材·電子信息學(xué)科基礎(chǔ)課程系列教材：數(shù)字信號處理（簡明版）》適合作為信息與通信工程、自動化、計算機、電子科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀表、生物醫(yī)學(xué)工程、雷達、聲納等理工科專業(yè)的本科生教材，也適合作為從事這些專業(yè)的科學(xué)研究和工程技術(shù)工作的人員的參考書。學(xué)習(xí)本書之前，讀者需具有信號與線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。

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