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1.内容简介 全书系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。内容包括：离散时间信号与系统，傅立叶变换与频谱分析，离散傅立叶变换与快速算法，无限脉冲响应数字滤波器设计，有限脉冲响应数字滤波器设计，多采样率信号处理与小波变换，离散随机信号处理。 本书注重物理概念的透彻分析与介绍，强调理论与实际应用的结合。考虑到频谱分析在实际应用中的重要性，单独设置一章对频谱的概念和频谱分析的意义进行了详细的介绍。另外，还增加了短时傅立叶变换、多采样率信号处理、小波变换以及离散随机信号处理方面的新内容，便于教师根据情况选择性增加教学内容，拓展学生知识面。通过大量例子说明了各种线性相位FIR滤波器的设计方法以及信号处理应用。书中配有丰富的例题、习题和实验指导，每一章最后都有相应的应用示例，便于学生了解所学内容的应用价值。 本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动控制、生物医学工程等本科专业的教材，也适合研究生及从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。 2.目录 绪论(1) 1离散时间信号与系统(4) 1.1连续时间信号的采样与量化(4) 1.1.1连续时间信号的采样(4) 1.1.2采样前后频谱的变化(5) 1.1.3量化(7) 1.1.4从采样信号恢复连续时间信号(7) 1.2离散时间信号——序列(10) 1.2.1典型序列(10) 1.2.2周期序列(12) 1.2.3序列的运算(14) 1.2.4线性卷积(16) 1.2.5序列的分解(18) 1.2.6序列的能量(18) 1.2.7多维序列(18) 1.3离散时间系统(19) 1.3.1离散时间系统的类型(19) 1.3.2离散时间系统的描述(22) 1.4Z变换(24) 1.4.1Z变换的定义及其收敛域(25) 1.4.2典型序列的Z变换(27) 1.4.3逆Z变换(29) 1.4.4Z变换的性质(32) 1.4.5Z变换与拉普拉斯变换的关系(36) 1.5离散时间系统的Z变换分析法(37) 1.5.1系统函数(38) 1.5.2逆系统(40) 1.5.3因果稳定系统的Z变换分析(40) 1.5.4离散时间系统的信号流图描述(41) 1.6奇偶序列分解的应用(42) 1.6.1人脸图像合成(43) 1.6.2双胞胎人脸识别(43) 1.7本章小结(44) 习题(44) 实验离散时间信号与系统分析(48) 2傅立叶变换与频谱分析(50) 2.1离散时间信号的傅立叶变换(50) 2.1.1离散时间信号的傅立叶变换的定义(50) 2.1.2离散时间信号的傅立叶反变换(52) 2.1.3离散时间信号的傅立叶变换与Z变换的关系(53) 2.2离散时间信号的傅立叶变换的特性(53) 2.2.1对称特性(53) 2.2.2周期特性(53) 2.2.3线性特性(54) 2.2.4卷积特性(54) 2.2.5帕斯维尔定理(55) 2.3线性移不变系统的频率响应(55) 2.4系统函数零极点与频率响应的关系(57) 2.5离散信号频谱与模拟信号频谱之间的关系(59) 2.5.1模拟信号的傅立叶变换(59) 2.5.2离散时间傅立叶变换的导出(60) 2.5.3DTFT与FT的关系(61) 2.6频谱分析及应用(63) 2.6.1信号频谱的基本特征(63) 2.6.2系统频谱的基本特性(66) 2.6.3信号调制与解调(66) 2.6.4语音合成(68) 2.6.5图像增强(69) 2.7短时傅立叶变换分析(70) 2.7.1短时傅立叶变换的定义(71) 2.7.2短时傅立叶变换的特性(71) 2.7.3短时频谱的一种表示(74) 2.8本章小结(74) 习题(75) 实验离散信号频谱分析与应用(78) 3离散傅立叶变换与快速算法(81) 3.1周期信号的离散傅立叶级数表示(81) 3.1.1离散傅立叶级数(81) 3.1.2周期卷积(83) 3.2离散傅立叶变换(85) 3.2.1离散傅立叶变换的定义(85) 3.2.2离散傅立叶反变换(88) 3.3离散傅立叶变换的特性(89) 3.3.1有限长特性与频域采样定理(89) 3.3.2循环卷积特性(91) 3.4频率分辨率与时间分辨率(93) 3.4.1频率分辨率(93) 3.4.2时间分辨率(95) 3.4.3频率分辨率与时间分辨率的关系与协调(95) 3.5快速傅立叶变换(97) 3.5.1基于时选的快速傅立叶变换(98) 3.5.2基于频选的快速傅立叶变换(100) 3.5.3同址计算问题(102) 3.5.4离散傅立叶反变换的快速计算(103) 3.6离散傅立叶变换的应用(103) 3.6.1信号去噪(103) 3.6.2语音识别(106) 3.6.3图像纹理处理(107) 3.6.4利用FFT计算线性卷积(108) 3.7本章小结(111) 习题(111) 实验基于DFT的信号识别系统(113) 4无限脉冲响应数字滤波器设计(115) 4.1数字滤波器的性能指标(115) 4.2IIR数字滤波器的结构(117) 4.2.1直接Ⅰ型(117) 4.2.2直接Ⅱ型(118) 4.2.3级联型(118) 4.2.4并联型(119) 4.2.5全通滤波器(120) 4.3模拟滤波器的特性(121) 4.3.1巴特沃兹滤波器(121) 4.3.2切比雪夫滤波器(123) 4.3.3椭圆滤波器(126) 4.4模拟滤波器到数字滤波器的转换(127) 4.4.1脉冲响应不变法(127) 4.4.2双线性变换法(130) 4.5IIR数字滤波器设计的频率变换方法(133) 4.5.1模拟低通滤波器到各种数字滤波器的变换(134) 4.5.2数字低通滤波器到其他滤波器的变换(138) 4.6IIR数字滤波器的实现与系数量化效应(141) 4.6.1IIR数字滤波器的实现(141) 4.6.2系数量化效应(141) 4.7IIR数字滤波器的应用(143) 4.7.1脑电信号自发节律的提取(143) 4.7.2DTMF双音频信号的合成(146) 4.8本章小结(148) 习题(148) 实验IIR数字滤波器的设计(149) 5有限脉冲响应数字滤波器设计(151) 5.1FIR数字滤波器的特点(151) 5.1.1基本特点(151) 5.1.2线性相位特点(152) 5.1.3线性相位FIR数字滤波器的实现条件(153) 5.2窗函数设计法(155) 5.2.1窗函数设计法原理(155) 5.2.2理想低通滤波器(156) 5.2.3矩形窗的设计特性(157) 5.2.4汉宁窗的设计特性(158) 5.2.5哈明窗的设计特性(159) 5.2.6布莱克曼窗的设计特性(160) 5.2.7凯泽窗的设计特性(161) 5.2.8窗函数设计法的进一步分析(162) 5.3利用凯泽窗设计FIR数字滤波器(164) 5.3.1低通滤波器设计(164) 5.3.2带通滤波器设计(165) 5.3.3高通滤波器设计(167) 5.3.4带阻滤波器设计(169) 5.4频率取样设计法(171) 5.4.1频率取样设计法原理(171) 5.4.2设计实例分析(172) 5.5等波纹逼近优化设计方法(175) 5.5.1最小均方误差优化设计(175) 5.5.2等波纹逼近优化设计(175) 5.6系数量化效应与溢出控制(178) 5.6.1系数量化效应(178) 5.6.2溢出控制(180) 5.7FIR数字滤波器应用(180) 5.7.1信号去噪(180) 5.7.2信号的高频提升(181) 5.7.3图像去噪(183) 5.8本章小结(183) 习题(183) 实验FIR数字滤波器的设计与实现(186) 6多采样率信号处理与小波变换(188) 6.1多采样率信号处理(188) 6.1.1序列的抽取和插值(188) 6.1.2序列的采样率降低处理(190) 6.1.3序列的采样率提升处理(191) 6.2多采样率处理的应用(192) 6.2.1带通信号的降采样处理(192) 6.2.2正交镜像滤波器组设计(194) 6.2.3树状结构正交镜像滤波器组设计(196) 6.2.4倍频程分隔滤波器组设计(197) 6.2.5子带数据压缩编码(198) 6.3小波变换(198) 6.3.1连续小波变换(199) 6.3.2小波变换的时频特性(200) 6.3.3二进小波变换(201) 6.3.4多分辨率分析(201) 6.3.5Mallat算法(203) 6.4小波变换的应用(205) 6.4.1离散小波变换的计算(205) 6.4.2信号去噪处理(207) 6.4.3图像数据压缩(208) 6.4.4语音信号基音检测(209) 6.5希尔伯特变换(210) 6.5.1连续时间信号的希尔伯特变换(210) 6.5.2离散时间信号的希尔伯特变换(214) 6.5.3希尔伯特变换的性质(215) 6.6本章小结(216) 习题(217) 7离散随机信号处理(219) 7.1随机变量和随机过程(219) 7.2平稳随机信号(221) 7.3随机信号的A／D转换噪声和过采样处理(226) 7.4随机信号功率谱(228) 7.5线性系统对随机信号的响应(232) 7.5.1均值(233) 7.5.2自相关函数及功率谱(233) 7.5.3互相关函数和互功率谱密度(234) 7.6功率谱估计(235) 7.6.1谱估计方法分类(236) 7.6.2自相关函数的估计(236) 7.6.3互相关函数的估计(237) 7.6.4传统功率谱估计(238) 7.6.5模型谱估计(241) 7.6.6AR谱估计(245) 7.6.7最大熵谱估计(247) 7.6.8Burg谱估计法(249) 7.6.9阶数的确定(250) 7.7维纳滤波与卡尔曼滤波(251) 7.8本章小结(255) 习题(255) 附录专业术语英汉对照(258) 参考文献(263) |
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