简介
《高等学校信息工程类专业十一五规划教材?数字信号处理》是在第一版的基础上修订而成的，尤其对第1、4、8章做了内容补充。《高等学校信息工程类专业十一五规划教材?数字信号处理》在重点介绍数字信号处理基础理论的同时，增加了信号处理的较新领域——小波变换的基本理论及数字信号处理的软件实现方法等内容，特别注意了理论和实际相结合。全书共八章。第1章介绍离散时间信号和系统，并包括其时域和频域分析；第2章、第3章为离散傅里叶变换及其快速算法；第4、5、6章是IIR和FIR型数字滤波器的实现结构及设计；第7章讨论信号的时频表示与小波分析，包括小波变换的基本理论及其应用；第8章为MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用。每章都配有习题和上机练习。《高等学校信息工程类专业十一五规划教材?数字信号处理》可作为无线电技术类专业本科生的教材，或者相近专业本科、大专生的必修或选修课教材，也可作为有关科技人员的数字信号处理理论基础参考书。
目录
版权页
第一版前言
第二版前言
目录页
绪论
第1章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号——序列
1.1.1 序列的运算
1.1.2 几种常用序列
1.1.3 序列的周期性
1.1.4 用单位采样序列来表示任意序列
1.1.5 序列的能量
1.2 连续时间信号的采样
1.2.1 理想采样
1.2.2 理想采样信号的频谱
1.2.3 采样的恢复
1.2.4 由采样信号序列重构带限信号
1.2.5 实际采样
1.3 离散时间系统时域分析
1.3.1 线性系统
1.3.2 时不变系统
1.3.3 单位脉冲响应与系统的输入输出关系
1.3.4 线性时不变系统的性质
1.3.5 因果系统
1.3.6 稳定系统
1.3.7 常系数线性差分方程
1.4 Z变换
1.4.1 Z变换的定义及收敛域
1.4.2 Z反变换
1.4.3 Z变换的性质
1.5 拉氏变换、傅氏变换与Z变换
1.5.1 拉氏变换与Z变换
1.5.2 连续信号的傅氏变换与序列的Z变换
1.5.3 序列的傅氏变换与Z变换
1.6 离散时间系统的频域分析(ω域和z域)
1.6.1 因果系统
1.6.2 稳定系统
1.6.3 因果稳定系统
1.6.4 系统函数和差分方程的关系
1.6.5 有理系统函数的单位脉冲响应(IIR,FIR)
1.6.6 系统频率响应的意义
1.6.7 频率响应的几何确定法
1.7 小结
习题与上机练习
第2章 离散傅里叶变换(DFT)
2.1 引言
2.2 周期序列的离散傅里叶级数(DFS)
2.3 离散傅里叶级数(DFS)的性质
2.3.1 线性
2.3.2 序列的移位
2.3.3 周期卷积
2.4 有限长序列离散傅里叶变换(DFT)
2.4.1 DFT的定义
2.4.2 DFT与序列傅里叶变换、Z变换的关系
2.5 离散傅里叶变换的性质
2.5.1 线性
2.5.2 圆周移位
2.5.3 圆周卷积
2.5.4 有限长序列的线性卷积与圆周卷积
2.5.5 共轭对称性
2.5.6 DFT形式下的帕塞伐定理
2.6 频域采样理论
2.7 小结
习题与上机练习
第3章 快速傅里叶变换(FFT)
3.1 引言
3.2 直接计算DFT的问题及改进的途径
3.2.1 直接计算DFT的运算量问题
3.2.2 改善途径
3.3 按时间抽取(DIT)的基-2 FFT算法
3.3.1 算法原理
3.3.2 按时间抽取的FFT算法与直接计算DFT运算量的比较
3.3.3 按时间抽取的FFT算法的特点及DIT-FFT程序框图
3.3.4 按时间抽取的FFT算法的其他形式流图
3.4 按频率抽取(DIF)的基-2 FFT算法
3.4.1 算法原理
3.4.2 按频率抽取法的运算特点
3.5 N为复合数的FFT算法
3.6 线性调频Z变换(Chirp-Z变换)算法
3.6.1 算法基本原理
3.6.2 Chirp-Z变换(CZT)的实现步骤
3.6.3 运算量的估计
3.7 利用FFT分析时域连续信号频谱
3.7.1 基本步骤
3.7.2 可能出现的误差
3.7.3 应用实例
3.8 FFT的其他应用
3.8.1 线性卷积的FFT算法——快速卷积
3.8.2 信号消噪
3.8.3 FFT在双音多频(DTMF)信号中的应用
3.9 小结
习题与上机练习
第4章 数字滤波器的基本结构
4.1 数字滤波器的结构特点与表示方法
4.2 IIR滤波器的结构
4.2.1 直接型(Ⅰ型)
4.2.2 直接Ⅱ型
4.2.3 级联型
4.2.4 并联型
4.3 FIR滤波器的结构
4.3.1 直接型
4.3.2 级联型
4.3.3 频率采样型
4.3.4 快速卷积型
4.4 小结
习题与上机练习
第5章 无限长单位脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计方法
5.1 基本概念
5.1.1 选频滤波器的分类
5.1.2 滤波器的技术指标
5.1.3 FIR型滤波器和IIR型滤波器
5.1.4 滤波器的设计步骤
5.2 IIR滤波器设计的特点
5.3 常用模拟低通滤波器的设计方法
5.3.1 由幅度平方函数来确定系统函数
5.3.2 巴特沃思低通逼近
5.3.3 切比雪夫低通逼近
5.4 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
5.4.1 变换原理
5.4.2 混叠失真
5.4.3 模拟滤波器的数字化方法
5.4.4 优缺点
5.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
5.5.1 变换原理
5.5.2 逼近的情况
5.5.3 优缺点
5.5.4 模拟滤波器的数字化方法
5.6 设计IIR滤波器的频率变换法
5.6.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器
5.6.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器
5.6.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器
5.6.4 模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器
5.7 Z平面变换法
5.7.1 数字低通-数字低通
5.7.2 数字低通-数字高通
5.7.3 数字低通-数字带通
5.7.4 数字低通-数字带阻
5.8 小结
习题与上机练习
第6章 有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计方法
6.1 线性相位FIR滤波器的特点
6.1.1 线性相位特性
6.1.2 幅度响应特性
6.1.3 线性相位FIR滤波器的零点位置
6.1.4 举例
6.2 用窗函数法设计FIR滤波器
6.2.1 设计方法
6.2.2 各种窗函数
6.3 用频率采样法设计FIR滤波器
6.3.1 线性相位的约束
6.3.2 逼近误差及其改进措施
6.4 等波纹线性相位滤波器
6.5 FIR滤波器和IIR滤波器的比较
6.6 数字滤波器的应用
6.6.1 信号消噪
6.6.2 不同频带信号的分离
6.7 小结
习题与上机练习
第7章 信号的时频表示与小波变换
7.1 短时Fourier变换与Gabor变换
7.2 小波变换
7.2.1 小波变换的定义
7.2.2 连续小波变换的性质
7.2.3 离散小波变换
7.3 离散小波变换的快速算法——Mallat算法
7.3.1 多分辨分析与尺度函数
7.3.2 Mallat算法
7.4 常用小波函数
7.4.1 Haar小波
7.4.2 Daubechies小波
7.4.3 Morlet小波
7.4.4 MexicanHat小波
7.5 小波变换的应用
7.5.1 信号奇异点检测
7.5.2 信号趋势估计
7.5.3 信噪分离与提取弱信号
7.5.4 其他方面
7.6 小结
习题与上机练习
第8章 MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用
8.1 概述
8.1.1 MATLAB程序设计语言简介
8.1.2 MATLAB应用入门
8.2 基本数值运算
8.2.1 MATLAB的内部特殊变量和常数
8.2.2 变量类型
8.2.3 矩阵及其运算
8.3 基本语句
8.3.1 程序控制语句
8.3.2 绘图语句
8.4 MATLAB函数
8.4.1 函数及其调用方法
8.4.2 常用数字信号处理函数
8.5 MATLAB在信号处理中的应用举例
8.5.1 线性卷积与圆周卷积的计算
8.5.2 利用离散傅里叶变换(DFT)分析信号的频谱
8.5.3 利用FFT实现线性卷积
8.5.4 FIR滤波器的设计与实现
8.5.5 IIR滤波器的设计与实现
8.6 小结
部分习题参考答案
参考文献
第一版前言
第二版前言
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绪论
第1章 离散时间信号与系统
1.1 离散时间信号——序列
1.1.1 序列的运算
1.1.2 几种常用序列
1.1.3 序列的周期性
1.1.4 用单位采样序列来表示任意序列
1.1.5 序列的能量
1.2 连续时间信号的采样
1.2.1 理想采样
1.2.2 理想采样信号的频谱
1.2.3 采样的恢复
1.2.4 由采样信号序列重构带限信号
1.2.5 实际采样
1.3 离散时间系统时域分析
1.3.1 线性系统
1.3.2 时不变系统
1.3.3 单位脉冲响应与系统的输入输出关系
1.3.4 线性时不变系统的性质
1.3.5 因果系统
1.3.6 稳定系统
1.3.7 常系数线性差分方程
1.4 Z变换
1.4.1 Z变换的定义及收敛域
1.4.2 Z反变换
1.4.3 Z变换的性质
1.5 拉氏变换、傅氏变换与Z变换
1.5.1 拉氏变换与Z变换
1.5.2 连续信号的傅氏变换与序列的Z变换
1.5.3 序列的傅氏变换与Z变换
1.6 离散时间系统的频域分析(ω域和z域)
1.6.1 因果系统
1.6.2 稳定系统
1.6.3 因果稳定系统
1.6.4 系统函数和差分方程的关系
1.6.5 有理系统函数的单位脉冲响应(IIR,FIR)
1.6.6 系统频率响应的意义
1.6.7 频率响应的几何确定法
1.7 小结
习题与上机练习
第2章 离散傅里叶变换(DFT)
2.1 引言
2.2 周期序列的离散傅里叶级数(DFS)
2.3 离散傅里叶级数(DFS)的性质
2.3.1 线性
2.3.2 序列的移位
2.3.3 周期卷积
2.4 有限长序列离散傅里叶变换(DFT)
2.4.1 DFT的定义
2.4.2 DFT与序列傅里叶变换、Z变换的关系
2.5 离散傅里叶变换的性质
2.5.1 线性
2.5.2 圆周移位
2.5.3 圆周卷积
2.5.4 有限长序列的线性卷积与圆周卷积
2.5.5 共轭对称性
2.5.6 DFT形式下的帕塞伐定理
2.6 频域采样理论
2.7 小结
习题与上机练习
第3章 快速傅里叶变换(FFT)
3.1 引言
3.2 直接计算DFT的问题及改进的途径
3.2.1 直接计算DFT的运算量问题
3.2.2 改善途径
3.3 按时间抽取(DIT)的基-2 FFT算法
3.3.1 算法原理
3.3.2 按时间抽取的FFT算法与直接计算DFT运算量的比较
3.3.3 按时间抽取的FFT算法的特点及DIT-FFT程序框图
3.3.4 按时间抽取的FFT算法的其他形式流图
3.4 按频率抽取(DIF)的基-2 FFT算法
3.4.1 算法原理
3.4.2 按频率抽取法的运算特点
3.5 N为复合数的FFT算法
3.6 线性调频Z变换(Chirp-Z变换)算法
3.6.1 算法基本原理
3.6.2 Chirp-Z变换(CZT)的实现步骤
3.6.3 运算量的估计
3.7 利用FFT分析时域连续信号频谱
3.7.1 基本步骤
3.7.2 可能出现的误差
3.7.3 应用实例
3.8 FFT的其他应用
3.8.1 线性卷积的FFT算法——快速卷积
3.8.2 信号消噪
3.8.3 FFT在双音多频(DTMF)信号中的应用
3.9 小结
习题与上机练习
第4章 数字滤波器的基本结构
4.1 数字滤波器的结构特点与表示方法
4.2 IIR滤波器的结构
4.2.1 直接型(Ⅰ型)
4.2.2 直接Ⅱ型
4.2.3 级联型
4.2.4 并联型
4.3 FIR滤波器的结构
4.3.1 直接型
4.3.2 级联型
4.3.3 频率采样型
4.3.4 快速卷积型
4.4 小结
习题与上机练习
第5章 无限长单位脉冲响应(IIR)数字滤波器的设计方法
5.1 基本概念
5.1.1 选频滤波器的分类
5.1.2 滤波器的技术指标
5.1.3 FIR型滤波器和IIR型滤波器
5.1.4 滤波器的设计步骤
5.2 IIR滤波器设计的特点
5.3 常用模拟低通滤波器的设计方法
5.3.1 由幅度平方函数来确定系统函数
5.3.2 巴特沃思低通逼近
5.3.3 切比雪夫低通逼近
5.4 用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器
5.4.1 变换原理
5.4.2 混叠失真
5.4.3 模拟滤波器的数字化方法
5.4.4 优缺点
5.5 用双线性变换法设计IIR数字滤波器
5.5.1 变换原理
5.5.2 逼近的情况
5.5.3 优缺点
5.5.4 模拟滤波器的数字化方法
5.6 设计IIR滤波器的频率变换法
5.6.1 模拟低通滤波器变换成数字低通滤波器
5.6.2 模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器
5.6.3 模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器
5.6.4 模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器
5.7 Z平面变换法
5.7.1 数字低通-数字低通
5.7.2 数字低通-数字高通
5.7.3 数字低通-数字带通
5.7.4 数字低通-数字带阻
5.8 小结
习题与上机练习
第6章 有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器的设计方法
6.1 线性相位FIR滤波器的特点
6.1.1 线性相位特性
6.1.2 幅度响应特性
6.1.3 线性相位FIR滤波器的零点位置
6.1.4 举例
6.2 用窗函数法设计FIR滤波器
6.2.1 设计方法
6.2.2 各种窗函数
6.3 用频率采样法设计FIR滤波器
6.3.1 线性相位的约束
6.3.2 逼近误差及其改进措施
6.4 等波纹线性相位滤波器
6.5 FIR滤波器和IIR滤波器的比较
6.6 数字滤波器的应用
6.6.1 信号消噪
6.6.2 不同频带信号的分离
6.7 小结
习题与上机练习
第7章 信号的时频表示与小波变换
7.1 短时Fourier变换与Gabor变换
7.2 小波变换
7.2.1 小波变换的定义
7.2.2 连续小波变换的性质
7.2.3 离散小波变换
7.3 离散小波变换的快速算法——Mallat算法
7.3.1 多分辨分析与尺度函数
7.3.2 Mallat算法
7.4 常用小波函数
7.4.1 Haar小波
7.4.2 Daubechies小波
7.4.3 Morlet小波
7.4.4 MexicanHat小波
7.5 小波变换的应用
7.5.1 信号奇异点检测
7.5.2 信号趋势估计
7.5.3 信噪分离与提取弱信号
7.5.4 其他方面
7.6 小结
习题与上机练习
第8章 MATLAB程序设计语言在信号处理中的应用
8.1 概述
8.1.1 MATLAB程序设计语言简介
8.1.2 MATLAB应用入门
8.2 基本数值运算
8.2.1 MATLAB的内部特殊变量和常数
8.2.2 变量类型
8.2.3 矩阵及其运算
8.3 基本语句
8.3.1 程序控制语句
8.3.2 绘图语句
8.4 MATLAB函数
8.4.1 函数及其调用方法
8.4.2 常用数字信号处理函数
8.5 MATLAB在信号处理中的应用举例
8.5.1 线性卷积与圆周卷积的计算
8.5.2 利用离散傅里叶变换(DFT)分析信号的频谱
8.5.3 利用FFT实现线性卷积
8.5.4 FIR滤波器的设计与实现
8.5.5 IIR滤波器的设计与实现
8.6 小结
部分习题参考答案
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数字信号处理
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