定 價：32 元
叢書名：21世紀(jì)全國本科院校電氣信息類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材
- 作者：王震宇 ，張培珍 編
- 出版時間：2010/2/1
- ISBN：9787301160763
- 出 版 社：北京大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TN911.72
- 頁碼：308
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《數(shù)字信號處理》系統(tǒng)地講述了數(shù)字信號處理的基本概念、基本理論、基本算法和分析方法。《數(shù)字信號處理》共分11章，內(nèi)容涵蓋了信號處理的基礎(chǔ)知識、離散時間信號與系統(tǒng)、X變換、離散傅里葉變換、多種快速傅里葉變換算法以及數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、理論和設(shè)計方法。配合正文，在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)引入MATLAB進行分析和仿真，每章都有理論應(yīng)用于實踐的介紹、豐富的例題和習(xí)題�！稊�(shù)字信號處理》適用于普通高等院校電氣、電子、通信、自控等強、弱電類專業(yè)本科教學(xué)使用，也可供相關(guān)科技人員參考。
數(shù)字信號處理是普通高等院校電氣信息類及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的重要的專業(yè)技術(shù)課程之一。雖然其基本理論已非常成熟，但隨著近代信號處理理論的不斷發(fā)展、為其輔助的計算和仿真工具不斷更新以及當(dāng)今新的學(xué)科領(lǐng)域和分支的相繼涌現(xiàn)，相關(guān)專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的學(xué)時產(chǎn)生了變化。因此，有必要調(diào)整傳統(tǒng)的教材內(nèi)容，以適應(yīng)新的教學(xué)大綱和教學(xué)要求。
本書內(nèi)容盡力兼顧強、弱電專業(yè)，力圖緊密聯(lián)系信息技術(shù)，并體現(xiàn)信息學(xué)科的特色。本書包括3部分，共11章內(nèi)容，第一部分包括第1-4章，闡述數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)理論；第二部分由第5-9章組成，重點講述數(shù)字濾波器的基本理論和設(shè)計方法，是數(shù)字信號處理研究的重要內(nèi)容；第三部分包括第10、11章，包括上機實驗和理論應(yīng)用，目的是應(yīng)用MATLAB掌握信號處理的復(fù)雜算法，有利于讀者進一步加深對理論的理解。
本書以掌握數(shù)字信號處理的基本算法為宗旨。在正文部分全面講述數(shù)字信號處理知識，并根據(jù)需要適當(dāng)?shù)匾隡ATLAB進行仿真。同時，本書還強調(diào)將所學(xué)理論應(yīng)用于實踐，在大部分章節(jié)后面都有“綜合實例”，以便讀者了解實際應(yīng)用中的數(shù)字信號處理理論，雖不能以偏概全，但希望可以激發(fā)讀者對數(shù)字信號處理理論應(yīng)用的興趣，以便能在今后設(shè)計出更有實用價值的算法。另外，根據(jù)不同專業(yè)的要求，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)學(xué)時也是不同的，本書帶有“x”標(biāo)識的章節(jié)，在講授和學(xué)習(xí)過程中可以視情況進行取舍。
學(xué)習(xí)本書要求具備必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和信號系統(tǒng)知識。但為了避免和信號與系統(tǒng)課程的內(nèi)容大量重復(fù)，本書在內(nèi)容的取舍方面結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展進行了精心安排，保證了課程的完整性和可擴展性，擴大了應(yīng)用專業(yè)的范圍。
第1章 緒論
1.1 數(shù)字信號處理的發(fā)展歷史
1.2 數(shù)字信號處理系統(tǒng)的基本組成
1.3 數(shù)字信號處理的簡要特點
1.4 數(shù)字信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域
1.5 數(shù)字信號處理與MALAB的關(guān)系
小結(jié)
習(xí)題
第2章 離散時間信號與離散時間系統(tǒng)
2.1 離散時間信號
2.1.1 離散時間信號的數(shù)學(xué)表示
2.1.2 典型的離散時間信號——序列
2.2 離散時間信號的運算
2.3 離散時間系統(tǒng)
2.3.1 離散時間系統(tǒng)的線性
2.3.2 離散時間系統(tǒng)的時不變性
2.3.3 離散時間系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性
2.4 離散時間系統(tǒng)分析——差分方程
2.4.1 離散時間系統(tǒng)的描述
2.4.2 常系數(shù)線性差分方程的求解方法
2.5 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第3章 z變換及離散系統(tǒng)的頻域分析
3.1 z變換
3.1.1 z變換的定義
3.1.2 z變換的收斂域
3.2 z反變換
3.2.1 留數(shù)法
3.2.2 冪級數(shù)法
3.2.3 部分分式法
3.3 z變換的性質(zhì)和定理
3.4 z變換與拉普拉斯變換和傅里葉變換的關(guān)系
3.4.1 z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系
3.4.2 z變換與傅里葉變換的關(guān)系
3.5 序列的傅里葉變換及性質(zhì)
3.5.1 序列的傅里葉變換
3.5.2 序列傅里葉變換的性質(zhì)
3.5.3 序列傅里葉變換的對稱性
3.6 離散系統(tǒng)的頻域分析
3.6.1 系統(tǒng)函數(shù)
3.6.2 系統(tǒng)函數(shù)和差分方程
3.6.3 因果穩(wěn)定系統(tǒng)
3.6.4 系統(tǒng)頻率響應(yīng)的幾何確定法
3.7 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第4章 離散傅里葉變換及其快速算法
4.1 傅里葉變換的幾種形式
4.1.1 連續(xù)非周期時間信號的傅里葉變換
4.1.2 連續(xù)周期時間信號的傅里葉變換
4.1.3 離散非周期時間信號的傅里葉變換
4.1.4 離散周期時間信號的傅里葉變換
4.2 周期序列的離散傅里葉級數(shù)
4.2.1 離散傅里葉級數(shù)的導(dǎo)出
4.2.2 離散傅里葉級數(shù)的性質(zhì)
4.3 離散傅里葉變換
4.4 離散傅里葉變換的性質(zhì)
4.4.1 線性
4.4.2 循環(huán)移位
4.4.3 循環(huán)卷積
4.4.4 線性卷積與循環(huán)卷積之間的關(guān)系
4.4.5 共軛對稱性
4.4.6 DFT與z變換的關(guān)系
4.4.7 DFT形式下的帕斯瓦爾定理
4.5 利用DF丁對連續(xù)信號進行譜分析
4.6 快速傅里葉變換
4.6.1 直接計算DFT的運算量
4.6.2 改進途徑
4.6.3 按時間抽取的基－2FFT算法
4.6.4 按頻率抽取的基－2FFT算法
4.6.5 N為組合數(shù)的FFT和基－4FFT
4.6.6 Chirp-z變換
4.7 FFT的應(yīng)用
4.7.1 用FFT計算IDFT
4.7.2 實數(shù)序列的FFT
4.7.3 線性卷積的FFT算法
4.7.4 用FFT計算相關(guān)函數(shù)
4.8 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第5章 模擬濾波器的設(shè)計
5.1 模擬濾波器的逼近
5.2 巴特沃斯濾波器
5.3 切比雪夫濾波器
5.4 橢圓濾波器
5.5 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第6章 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計
6.1 根據(jù)模擬濾波器設(shè)計IIR數(shù)字濾波器
6.1.1 脈沖響應(yīng)不變法
6.1.2 雙線性變換法
6.2 IIR數(shù)字濾波器的最優(yōu)化設(shè)計法
6.3 設(shè)計IIR數(shù)字濾波器的頻率變換法
6.3.1 低通變換
6.3.2 高通變換
6.3.3 帶通變換
6.3.4 帶阻變換
6.4 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第7章 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計
7.1 FIR數(shù)字濾波器的線性相位特性
7.1.1 線性相位的定義
7.1.2 線性相位的條件
7.2 幅度特性
7.2.1 h(n)偶對稱.N為奇數(shù)
7.2.2 h(n)偶對稱.N為偶數(shù)
7.2.3 h(n)奇對稱.N為奇數(shù)
7.2.4 h(n)奇對稱.N為偶數(shù)
7.3 零點特性
7.3.1 零點的對稱性
7.3.2 零點對稱的4種情況
7.4 窗口函數(shù)法設(shè)計：FIR數(shù)字濾波器
7.4.1 窗函數(shù)法設(shè)計FIR數(shù)字濾波器的基本思想
7.4.2 常用的窗函數(shù)
7.5 頻率采樣法
7.5.1 頻率采樣法的基本原理
7.5.2 用頻率采樣法設(shè)計線性相位濾波器的約束條件
7.6 IIR和FIR數(shù)字濾波器的性能
綜合比較
7.7 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第8章 數(shù)字濾波系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與分析
8.1 數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)表示
8.2 FIR數(shù)字濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式
8.2.1 直接型
8.2.2 級聯(lián)型
8.2.3 線性相位型
8.2.4 頻率采樣型
8.3 IIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)
8.3.1 IIR數(shù)字濾波器的特點
8.3.2 直接I型
8.3.3 直接Ⅱ型
8.3.4 級聯(lián)型
8.3.5 并聯(lián)型
8.4 數(shù)字濾波器的格型結(jié)構(gòu)
8.4.1 全零點濾波器的格型結(jié)構(gòu)
8.4.2 全極點濾波器的格型結(jié)構(gòu)
8.4.3 零極點濾波器的格型結(jié)構(gòu)
8.5 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第9章 數(shù)字信號處理中的有限字長效應(yīng)
9.1.二進制的表示及其對量化的影響
9.1.1 定點二進制數(shù)
9.1.2 浮點二進制數(shù)
9.1.3 定點制的量化誤差
9.2 A／D轉(zhuǎn)換的量化效應(yīng)
9.2.1 量化效應(yīng)的統(tǒng)計分析
9.2.2 量化信噪比與所需字長的關(guān)系
9.2.3 量化噪聲通過線性系統(tǒng)
9.3 數(shù)字濾波器的系數(shù)量化效應(yīng)
9.4 數(shù)字濾波器運算中的有限字長效應(yīng)
9.4.1 IIR數(shù)字濾波器的有限字長效應(yīng)
9.4.2 FIR數(shù)字濾波器的有限字長效應(yīng)
9.5 FFT算法的有限字長效應(yīng)
小結(jié)
習(xí)題
第10章 數(shù)字信號處理的應(yīng)用
10.1 數(shù)字語音信號處理
10.1.1 語音信號的數(shù)字化
10.1.2 數(shù)字化語音信號的存儲及加窗
10.1.3 語音信號數(shù)字處理中的短時分析技術(shù)
10.1.4 語音合成
10.1.5 語音識別
10.2 數(shù)字圖像處理
10.2.1 數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)
10.2.2 圖像增強
10.3 綜合實例
小結(jié)
習(xí)題
第11章 上機與實驗
11.1 MA7LAB基本操作
11.1.1 實驗?zāi)康?br>11.1.2 實驗原理
11.1.3 實驗內(nèi)容
11.1.4 實驗分析
11.1.5 實驗總結(jié)
11.2 典型離散信號及其MATLAB實現(xiàn)
11.2.1 實驗?zāi)康?br>11.2.2 實驗原理
11.2.3 實驗內(nèi)容
11.2.4 實驗分析
11.2.5 實驗總結(jié)
11.3 離散時間信號和離散時間系統(tǒng)
11.3.1 實驗?zāi)康?br>11.3.2 實驗原理
11.3.3 實驗內(nèi)容
11.3.4 實驗分析
11.3.5 實驗總結(jié)
11.4 離散時間信號的頻域分析
11.4.1 實驗?zāi)康?br>11.4.2 實驗原理
11.4.3 實驗內(nèi)容
11.4.4 實驗分析
11.4.5 實驗總結(jié)
11.5 離散傅里葉變換及其快速算法
11.5.1 實驗?zāi)康?br>11.5.2 實驗原理
11.5.3 實驗內(nèi)容
11.5.4 實驗分析
11.5.5 實驗總結(jié)
11.6 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計
11.6.1 實驗?zāi)康?br>11.6.2 實驗原理
11.6.3 實驗內(nèi)容
11.6.4 實驗分析
11.6.5 實驗總結(jié)
11.7 FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計
11.7.1 實驗?zāi)康?br>11.7.2 實驗原理
11.7.3 設(shè)計指標(biāo)
11.7.4 實驗要求
11.7.5 調(diào)試及結(jié)果測試
11.7.6 實驗報告要求
11.7.7 思考題
參考文獻
如前所述，序列的傅里葉變換和z變換是數(shù)字信號處理中常用的重要數(shù)學(xué)變換，對于分析離散時間信號和系統(tǒng)有著非常重要的作用。但由于序列傅里葉變換是一種時域離散、頻域連續(xù)的變換，且計算機只能計算有限長離散序列，因此序列傅里葉變換不便于用計算機進行處理。有限長序列傅里葉變換是一種時域離散、頻域也離散的傅里葉變換，即本章將要討論的離散傅里葉變換。離散傅里葉變換相對于離散時間信號的傅里葉變換（DTFT）更適用于計算機處理，同時DFT是實現(xiàn)離散時間信號分析的一種高效的計算工具，并且其存在快速算法（FFT），所以DFT不僅在理論上有重要意義，而且在各種數(shù)字信號處理的算法中也起著核心作用。特別是近年來計算機處理速度有了長足的發(fā)展，DFT和FFT就顯得更為重要。
由于有限長序列的離散傅里葉變換和周期序列的離散傅里葉級數(shù)（DFS）在本質(zhì)上是相同的。為了更好地理解和掌握DFT和DFS，下面將首先討論傅里葉變換的幾種形式；然后討論DFS，DFT的定義、物理意義及基本性質(zhì)，頻域采樣，DFT的應(yīng)用舉例；最后討論FFT的相關(guān)內(nèi)容。
眾所周知，時域內(nèi)信號可以表示成時間為自變量的函數(shù)，頻域內(nèi)頻譜可以表示成頻率為自變量的函數(shù)，而傅里葉變換是將時域和頻域聯(lián)系起來的工具，是時域內(nèi)“信號”和頻域內(nèi)“頻譜函數(shù)”之間的某種變換關(guān)系。由于自變量“時間”或“頻率”可以是離散的，也可以是連續(xù)的，因此可以形成各種不同形式的傅里葉變換對，下面將逐一討論。
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