MATLAB仿真在信號處理中的應用

前言

信號處理技術正在迅速地應用于軍事、工業(yè)、控制、通信、家電等領域，多媒體技術也在迅速地進人人們的生活、工作和學習中。過去這些領域的相關知識只是少數專業(yè)人士所擁有，但今后這些知識將是大量從事電子、信息工程的技術人員需要了解的常識。信號處理、數字音／視頻技術、多媒體技術已經在大學的相關學科中成為十分普通的課程。但是抽象的公式和復雜的計算方法已成為掌握這些技術的重要障礙。信息學科發(fā)展突飛猛進，在有限的教學時間里，使學生較好地掌握必需的基礎知識和更多更新的專業(yè)知識，在試驗與科學研究方面盡早使學生掌握先進的試驗方法、數據處理工具和數據可視化表達的方法，提高數據處理的能力與工作效率，是近年來我們努力探索的教學方法和模式。 MathWorks公司推出的MATLAB軟件是學習數理知識的好幫手。它有與人們的思維方式及書寫方式十分接近的語法及表達方式，包含了代表眾多的大師辛勤勞動結晶的高效、簡捷、功能強大的指令及功能模塊，使得高深、復雜的理論問題和數學公式的求解變得簡單。 教學的實踐表明：學生能夠早一些了解、掌握該軟件工具的功能，可以提高學生的學習效率、質量和積極性，可以幫助學生打下扎實的數理基礎。應用MATLAB的強大功能，可以對學習過去十分難學、很多人望而生畏的課程提供有力的幫助，讓更多的人掌握更多的相關知識。 在科學研究、產品研發(fā)領域，在理解了基本理論的基礎上，能夠應用MATLAB軟件工具進行建模和仿真試驗，是理論和實踐結合的第一步。當掌握了這個十分有用的研究開發(fā)工具后，將能夠利用它進行基礎的單元試驗直至復雜的系統(tǒng)試驗。MATLAB豐富的指令和眾多模塊搭建的試驗環(huán)境，以及高效率的試驗方法與多方面數據處理、分析及表現方式，為研究人員得出對實踐有參考價值的結果節(jié)約了大量時間。現在，通過需求分析，應用MATLAB進行系統(tǒng)仿真，進一步得出信號處理芯片的代碼，制造芯片，再進行設備制造的研發(fā)模式已經是中外科技人員共同采用的方法?？梢哉f，建模、仿真方法的學習與訓練，是培養(yǎng)新型研發(fā)人才的重要途徑。本書通過精心編排的實例，可以使讀者用較短的時間學會利用MATLAB軟件工具解決本學科相關問題的基本方法。書中的實例分三類：具有代表性的MATLAB軟件演示實例；其他參考書上較典型的實例；作者在科研與教學實踐中的積累。作者認為通過實例可以較快地掌握指令和模塊的使用方法，了解應用MATLAB解決本學科問題的切人途徑。因此，書中僅對重要的原理進行了簡要的回顧，而重點是通過實例，介紹應用MATLAB軟件工具來解決該類問題的方法。

內容概要

本書通過覆蓋信號處理學科各個知識點的簡單明了的實例介紹，使讀者用較短的時間學會利用MATLAB軟件工具解決相關問題的基本方法?！　∪珪卜?章。第1、2章介紹應用MATLAB進行數學運算、數據可視化表達的方法。第3章介紹信號的時域和頻域分析以及常用信號的頻譜。第4～7章分別介紹數字信號處理、聲音信號處理、圖像信號處理及視頻信號處理的應用實例。第8、9章介紹MATLAB在小波變換、陣列信號處理中的應用。　　本書可作為高等學校電子信息類，特別是與信號處理有關學科的本科高年級學生和研究生教材或參考書，還可作為從事信號處理建模和仿真研究的工程技術人員的參考資料。

書籍目錄

第1章 基本數學運算　　　1.1 初等數學的MATLAB實現　　　　1.1.1 用MATLAB求三角函數　　　　1.1.2 指數、 對數的MATLAB實現　　　　1.1.3 解析幾何的MATLAB實現　　　　1.1.4 多項式運算和因式分解的MATLAB實現　　　　1.1.5 其他運算的MATLAB實現　　　1.2 線性方程與矩陣的MATLAB實現　　　　1.2.1 用MATLAB求線性方程組　　　　1.2.2 矩陣運算的MATLAB實現　　　1.3 微積分的MATLAB實現　　　　1.3.1 用MATLAB求極限　　　　1.3.2 微分與積分的MATLAB求解　　　　1.3.3 微分方程的MATLAB求解　　　1.4 特殊函數的MATLAB實現　　　1.5 隨機信號　　　　1.5.1 隨機信號的統(tǒng)計特性　　　　1.5.2 常用隨機信號　　第2章 數據可視化表達　　　2.1 圖形特性設置　　　2.2 各種二維圖形的繪制　　　2.3 三維線狀圖形的繪制　　　2.4 三維面狀圖形的繪制　　　2.5 動畫的制作　　第3章 信號的時域和頻域分析　　　3.1 時域分析　　　3.2 頻域分析　　　　3.2.1 DFT與FFT原理　　　　3.2.2 兩種頻域仿真方法　　　　3.2.3 頻譜分析的若干問題　　　3.3 常用信號的頻譜分析　　　　3.3.1 基礎波形　　　　3.3.2 調制信號　　　　3.3.3 通信與廣播系統(tǒng)　　　3.4 譜估計　　第4章 數字信號處理　　　4.1 離散數字信號的表示與計算　　　　4.1.1 離散數字信號的表示　　　　4.1.2 加減乘除運算　　　　4.1.3 累加與累乘　　　　4.1.4 卷積　　　4.2 時間卷積與頻率卷積　　　4.3 各種變換　　　4.4 線性系統(tǒng)　　　　4.4.1 差分方程　　　　4.4.2 線性系統(tǒng)的各種表達方式　　　　4.4.3 傳輸函數　　　4.5 濾波器設計　　　　4.5.1 巴特沃斯濾波器　　　　4.5.2 切比雪夫濾波器　　　　4.5.3 橢圓濾波器　　　　4.5.4 FIR濾波器　　　　4.5.5 特殊濾波器　　　　4.5.6 窗函數　　第5章 聲音信號處理　　　5.1 聲音的錄制與播放　　　5.2 聲音信號的時頻特性顯示　　　　5.2.1 短時傅里葉變換的基本原理　　　　5.2.2 聲音信號實時分析　　　　5.2.3 多普勒效應　　　　5.2.4 對野象聲音作時頻分析　　　5.3 鍵盤仿真 　　5.3.1 小鋼琴鍵盤仿真　　　　5.3.2 雙音多頻鍵盤仿真　　　5.4 聲音濾波特性試驗　　　　5.4.1 心電圖　　　　5.4.2 聲音消噪　　　5.5 聲音信號編碼　　　　5.5.1 A律PCM編解碼　　　　5.5.2 線性預測語音分析與合成　　　　5.5.3 G.711標準的試驗　　　5.6 其他應用　　　　5.6.1 聲音可懂度的試驗　　　　5.6.2 聲測　　　　5.6.3 聲音加密　　第6章 圖像信號處理第7章 視頻信號處理第8章 小波分析第9章 陣列信號處理參考文獻

編輯推薦

《MATLAB仿真在信號處理中的應用》通過精心編排的實例，可以使讀者用較短的時間學會利用MATLAB軟件工具解決本學科相關問題的基本方法。書中的實例分三類：具有代表性的MATLAB軟件演示實例；其他參考書上較典型的實例；作者在科研與教學實踐中的積累。作者認為通過實例可以較快地掌握指令和模塊的使用方法，了解應用MATLAB解決本學科問題的切入途徑。因此，書中僅對重要的原理進行了簡要的回顧，而重點是通過實例，介紹應用MATLAB軟件工作來解決該類問題的方法。

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