內容簡介
數位訊號處理理論算法與實現《數位訊號處理:理論算法與實現》系統地介紹了數位訊號處理的理論、相應的算法及這些算法的軟體與硬體實現。全書共14章，分為上、下兩篇，每篇各7章。上篇內容包括離散時間信號與離散時間系統的基本概念、Z變換及離散時間系統分析、離散傅立葉變換、傅立葉變換的快速算法、離散時間系統的相位、結構與狀態變數描述、數字濾波器設計（IIR、FIR及特殊形式的濾波器）等；下篇內容包括信號的正交變換（正交變換的定義與性質、K-L變換、DCT及其在圖像壓縮中的套用）、信號處理中若干典型算法（如抽取與插值、子帶分解、調製與解調、反卷積、SVD、獨立分量分析及同太民濾波等）、平穩隨機信號的基本概念、經典功率譜估計、參數模型功率譜估計、數位訊號處理中的有限字長問題及數位訊號處理的硬體實現等內容。書中介紹了數位訊號處理中所涉及的絕大部分MATLAB檔案，並給出了使用的具體實例。所附光碟中包含了40個分別用FORTRAN語言和C語言編寫的信號處理子和程式，此外還包含了近100個用MATLAB編寫的信號處理程式，這些MATLAB程式可用於求解書中的絕大部分例題並繪製其插圖。除第14章外，《數位訊號處理:理論算法與實現》每一章都配有習題及上機練習題。
編輯推薦
《數位訊號處理:理論算法與實現》闡述了數位訊號處理的基礎理論與概念，同時儘量反映該學科在近20年來的新進展。書中章節安排合理，說理詳細，論證清晰，便於自學。《數位訊號處理:理論算法與實現》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，也可供工程技術人員自學參考。
目錄
常用符號一覽表
緒論
0.1 數位訊號處理的理論
0.2 數位訊號處理的實現
0.3 數位訊號處理的套用
參考文獻
上 篇
第1章 離散時間信號與離散時間系統
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 關於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 離散時間系統的基本概念
1.6 LSI系統的輸入輸出關係
1.7 LSI系統的頻率回響
1.8 確定性信號的相關函式
1.8.1 相關函式的定義
1.8.2 相關函式和線性卷積的關係
1.8.3 相關函式的性質
1.8.4 相關函式的套用
1.9 關於Matlab
1.10 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第2章 Z變換及離散時間系統分析
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
2.4 逆Z變換
2.4.1 冪級數法
2.4. 2 部分分式法
2.4.3 留數法
2.5 LSI系統的轉移函式
2.5.1 轉移函式的定義
2.5.2 離散系統的極零分析
2.5.3 濾波的基本概念
2.6 IIR系統的信號流圖與結構
2.6.1 IIR系統的信號流圖
2.6.2 IIR系統的直接實現
2.6.3 IIR系統的級聯實現
2.6.4 IIR系統的並聯實現
2.7 用Z變換求解差分方程
2.8 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第3章 離散時間信號的傅立葉變換
3.1 連續時間信號的傅立葉變換
3. 1.1 連續周期信號的傅立葉級數
3.1.2 連續非周期信號的傅立葉變換
3.1.3 傅立葉級數和傅立葉變換的區別與聯繫
3.2 離散時間信號的傅立葉變換(DTFT)
3.2.1 DTFT的定義
3.2.2 DTFT的性質
3.2.3 關於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立葉級數
3.5 離散傅立葉變換(DFT)
3.5.1 DFT的定義
3.5.2 DFT導出的圖形解釋
3.5.3 DFT與DTFT及Z變換之關係
3.5.4 DFT的性質
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有關的幾個問題
3.7.1 頻率解析度及DFT參數的選擇
3.7.2 補零問題
3.7.3 DFT對FT的近似
3.8 關於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 二維傅立葉變換
3.10 希爾伯特變換
3.10.1 連續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
3.10.4 實因果信號傅立葉變換的實部與虛部，對數幅度與
相位之間的關係
3.11 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第4章 快速傅立葉變換
4.1 概述
4.2 時間抽取(DIT)基2 FFT算法
4.2.1 算法的推導
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 實輸入數據時的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、輸出端僅取少數點的FFT簡化算法
4.6.1 原始輸入數據中含有較多零時的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 線性調頻Z變換(CZT)
4.7 Winograd快速傅立葉變換算法
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 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第5章 離散時間系統的相位、結構與狀態變數描述
5.1 離散時間系統的相頻回響
5.2 FIR系統的線性相位特性
5.3 具有線性相位特性的FIR系統的零點分布
5.4 全通系統與最小相位系統
5.4.1 全通系統
5.4.2 最小相位系統
5.5 譜分解
5.6 FIR系統的結構
5.6.1 直接實現與級聯實現
5.6.2 具有線性相位的FIR系統的結構
5.6.3 FIR系統的頻率抽樣實現
5.7 離散時間系統的Lattice結構
5.7.1 全零點系統(FIR)的Lattice結構
5.7.2 全極點系統(IIR)的Lattice結構
5.7.3 極零系統的Lattice結構
5.8 離散時間系統的內部描述
5.8.1 LSI系統的狀態變數與狀態方程
5.8.2 由狀態方程求系統的轉移函式
5.8.3 由狀態方程求系統的輸出及單位抽樣回響
5.9 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第6章無限衝激回響數字濾波器設計
6.1 濾波器的基本概念
6.1.1 濾波器的分類
6.1.2 濾波器的技術要求
6.2 模擬低通濾波器的設計
6.2.1 概述
6.2.2 巴特沃思模擬低通濾波器的設計
6.2.3 切比雪夫I型模擬低通濾波器的設計
6.3 模擬高通、帶通及帶阻濾波器的設計
6.3.1 模擬高通濾波器的設計
6.3.2 模擬帶通濾波器的設計
6.3.3 模擬帶阻濾波器的設計
6.4 用衝激回響不變法設計IIR數字低通濾波器
6.5 用雙線性z變換法設計IIR數字低通濾波器
6.6 數字高通、帶通及帶阻濾波器的設計
6.7 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第7章有限衝激回響數字濾波器設計
7. 1 FIR數字濾波器設計的窗函式法
7.2 窗函式
7.3 FIR數字濾波器設計的頻率抽樣法
7.4 FIR數字濾波器設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計FIR數字濾波器
7.4.3 誤差函式E()的極值特性
7.4.4 線性相位FIR數字濾波器四種形式的統一表示
7.4.5 設計舉例
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上的簡單整係數濾波器
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出
7.7.2 幾種常用的低通整係數差分濾波器
7.8 濾波器設計小結
7.9 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
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
8.1.3 交變換的種類
8.2 K-L變換
8.3 離散餘弦變換(DCT)與離散正弦變換(DST)
8.3.1 DCT的定義
8.3.2 DCT和K-L變換的關係
8.3.3 DST的定義及與K-L變換的關係
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 內容有關的Matlab檔案
小結
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 抽取與插值相結合的抽樣率轉換
9.1.4 抽取與插值的濾波器實現
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製與解調
9.3.1 窄帶信號
9.3.2 信號的調製與解調
9.3.3 窄帶信號的抽樣
9.4 逆系統、反卷積及系統辨識
9.5 奇異值分解
9.6 獨立分量分析簡介
9.8 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第10章 平穩隨機信號
10.1 隨機信號及其特徵描述
10.1.1 隨機變數
10.1.2 隨機信號及其特徵的描述
10.2 平穩隨機信號
10.2.1 平穩隨機信號的定義
10.2.2 平穩隨機信號的自相關函式
10.2.3 平穩隨機信號的功率譜
10.2.4 一階馬爾可夫過程
10.3 平穩隨機信號通過線性系統
10.4 平穩隨機信號的各態遍歷性
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 估計質量的評價
10.7 功率譜估計概述
10.8 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第11章 經典功率譜估計
11.1 自相關函式的估計
11.1.1 自相關函式的直接估計
11.1.2 自相關函式的快速計算
11.2 經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係
11.3 直接法和間接法估計的質量
11.3.1 M=N一1時的估計質量
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 經典譜估計算法性能的比較
11.6 短時傅立葉變換
11.7 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第12章 參數模型功率譜估計
12.1 平穩隨機信號的參數模型
12.2 AR模型的正則方程與參數計算
12.3 AR模型譜估計的性質及階次的選擇
12.3.1 AR模型譜估計的性質
12.3.2 AR模型階次的選擇
12.4 AR模型的穩定性及對信號建模問題的討論
12.4.1 AR模型的穩定性
12.4.2 關於信號建模問題的討論
12.5 關於線性預測的進一步討論
12.6 AR模型係數的求解算法
12.6.1 自才目關法
12.6.2 Burg算法
12.6.3 改進的協方差方法
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 基於矩陣特徵分解的頻率估計及功率譜估計
12.10.1 相關陣的特徵分解
12.10.2 基於信號子空間的頻率估計及功率譜估計
12.10.3 基於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的估計
12.11 現代譜估計各種算法性能的比較
12.12 與本章 內容有關的Matlab檔案
小結
習題與上機練習
參考文獻
第13章 數位訊號處理中有限字長影響的統計分析
13.1 量化誤差的統計分析
13.2 量化誤差通過LSI系統的統計分析
13.3 IIR系統係數量化對系統性能的影響
13.4 FIR系統係數量化對系統性能的影響
13.5 乘法運算捨入誤差對系統性能影響的統計分析
13.5.1 IIR系統中的極限環振盪現象
13.5.2 IIR系統中乘法運算捨入誤差的統計分析
13.5.3 FIR系統中乘法運算捨入誤差的統計分析
13.6 DFT運算中舍人誤差的統計分析
小結
習題與上機練習
參考文獻
第14章 數位訊號處理的硬體實現
14.1 概述
14.2TMS320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產品性能簡表
14.3 TMS320系列DSP的結構及主要性能
14.3.1 TMS320C25的結構及主要性能
14.3.2 TMS320C2000系列的結構及主要性能
14.3.3 TMS320C5000系列的結構及主要性能
14.3.4 TMS320C6000系列的結構及主要性能
14.4 基於TMS320系列DSP系統的設計與調試
14.4.1 系統設計的總體考慮
14.4.2 軟體開發工具
14.4.3 硬體系統集成及調試工具
14.5 DSP套用舉例
小結
參考文獻
附錄A 關於所附光碟的說明
附錄B 與本書內容有關的主要Matlab檔案
索引
