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本書系統(tǒng)地介紹了數(shù)字信號(hào)處理的理論、相應(yīng)的算法及這些算法的軟件與硬件實(shí)現(xiàn)。全書共16章，分為上、下兩篇。上篇是經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理的內(nèi)容，包括離散時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間系統(tǒng)的基本概念、Z變換及離散時(shí)間系統(tǒng)分析、離散傅里葉變換、傅里葉變換的快速算法、離散時(shí)間系統(tǒng)的相位與結(jié)構(gòu)、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)（IIR、FIR及特殊形式的濾波器）、信號(hào)的正交變換（正交變換的定義與性質(zhì)、K-L變換、DCT及其在圖像壓縮中的應(yīng)用）、信號(hào)處理中若干典型算法（如抽取與插值、子帶分解、調(diào)制與解調(diào)、反卷積、SVD、獨(dú)立分量分析及同態(tài)濾波）、數(shù)字信號(hào)處理中的有限字長(zhǎng)問題及數(shù)字信號(hào)處理的硬件實(shí)現(xiàn)等；下篇是統(tǒng)計(jì)數(shù)字信號(hào)處理的內(nèi)容，包括平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的基本概念、經(jīng)典功率譜估計(jì)、參數(shù)模型功率譜估計(jì)、維納濾波器及自適應(yīng)濾波器等。

在數(shù)字化的信息社會(huì)，作為其基礎(chǔ)理論之一的數(shù)字信號(hào)處理的重要性是不言而喻的，其顯著標(biāo)志是國(guó)內(nèi)外高校中開設(shè)該課程的專業(yè)越來越多。
本書是筆者在清華大學(xué)為研究生開設(shè)數(shù)字信號(hào)處理課程所使用的教材。本書第一版出版于1997年，爾后不斷修改，直至如今奉獻(xiàn)給讀者的第四版。修改的原因主要有兩點(diǎn): 一是數(shù)字信號(hào)處理的理論在不斷發(fā)展；二是使用本書的老師和同學(xué)在過去的25年里不斷給筆者反饋意見和建議。我深深地感謝這些老師和同學(xué)們，他們的意見和建議是我不斷完成新版的最大動(dòng)力。
再版后的本書力求在詳盡論述數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)理論的同時(shí)，更多地反映該學(xué)科的新進(jìn)展，同時(shí)，在內(nèi)容的安排上也更多地考慮如何有利于教學(xué)和讀者的自學(xué)。為此，相對(duì)于第三版，本書在章節(jié)安排和內(nèi)容選取乃至一些論述的細(xì)節(jié)上都做了較大的改動(dòng)。
數(shù)字信號(hào)處理的理論非常豐富。筆者認(rèn)為，其理論總體上可以分為三大部分，即經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理(classical digital signal processing)、統(tǒng)計(jì)(statistical)數(shù)字信號(hào)處理和現(xiàn)代(modern或advanced)數(shù)字信號(hào)處理。經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理包括離散時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間系統(tǒng)分析、Z變換、DFT、FFT、IIR和FIR及一些特殊形式的濾波器設(shè)計(jì)、有限字長(zhǎng)問題及數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)等。經(jīng)典的內(nèi)容自然是重要的和相對(duì)成熟的。本書把這一部分內(nèi)容列為上篇，即第1～11章。統(tǒng)計(jì)數(shù)字信號(hào)處理研究的對(duì)象是隨機(jī)信號(hào)。我們?cè)谧匀唤缢龅降奈锢硇盘?hào)都是隨機(jī)的，所以研究隨機(jī)信號(hào)的分析和處理是非常重要的。對(duì)這一類信號(hào)研究的方法主要是統(tǒng)計(jì)的方法，或估計(jì)的方法，其內(nèi)容包括隨機(jī)信號(hào)的描述、平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)、自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)、經(jīng)典功率譜估計(jì)和現(xiàn)代功率譜估計(jì)、維納濾波和自適應(yīng)濾波等。本書將這些內(nèi)容列為下篇，即第12～16章。
現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理的現(xiàn)代一詞比較模糊，理論上說應(yīng)該是新內(nèi)容，但不同的教科書賦予其不同的內(nèi)容。例如，基于參數(shù)模型的功率譜估計(jì)都稱為現(xiàn)代功率譜估計(jì)，維納濾波器和自適應(yīng)濾波器也稱為現(xiàn)代濾波器。此處所說的現(xiàn)代信號(hào)處理指的是非平穩(wěn)信號(hào)分析和處理，主要內(nèi)容包括時(shí)頻聯(lián)合分析、濾波器組、小波變換及壓縮感知等。筆者已將這一部分內(nèi)容放在了拙著《現(xiàn)代信號(hào)處理教程》(清華大學(xué)出版社，第二版，2015年)中。
盡管數(shù)字信號(hào)處理的理論異常豐富，但它有兩個(gè)核心的內(nèi)容，即信號(hào)和系統(tǒng)，它們各自又包含時(shí)域和頻域兩方面。因此，再版后本書的前4章緊緊圍繞著信號(hào)的時(shí)域系統(tǒng)的時(shí)域信號(hào)的頻域及系統(tǒng)的頻域四大板塊展開了詳細(xì)和深入的討論。這4章共包括48小節(jié)，近100道例題，110多道習(xí)題和30多個(gè)MATLAB文件。筆者所有的這些努力都是希望讀者能更快、更好地掌握數(shù)字信號(hào)處理中最重要也是最基礎(chǔ)的內(nèi)容。
第1章介紹離散時(shí)間信號(hào)的基本概念，包括典型離散信號(hào)及其運(yùn)算、信號(hào)分類、噪聲、相關(guān)函數(shù)的定義及應(yīng)用、信號(hào)時(shí)域分析、信號(hào)頻域分析的基本概念及信號(hào)空間等。
數(shù)字信號(hào)處理理論、算法與實(shí)現(xiàn)（第四版）前言第2章介紹離散時(shí)間系統(tǒng)的基本概念，包括系統(tǒng)的描述、輸入輸出關(guān)系、系統(tǒng)的屬性及差分方程的求解。Z變換是離散時(shí)間系統(tǒng)分析與綜合的重要工具，本章給出了Z變換的定義、收斂域、性質(zhì)、應(yīng)用及系統(tǒng)的信號(hào)流圖。
第3章討論離散時(shí)間信號(hào)的頻域分析，核心內(nèi)容是離散時(shí)間信號(hào)傅里葉變換(DTFT)和離散傅里葉變換(DFT)，并就其中的基本問題(如信號(hào)截短、周期卷積、分辨率、時(shí)寬帶寬積及DFT對(duì)FT的近似等問題)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。本章最后介紹了信號(hào)處理中的另一個(gè)基本變換，即希爾伯特變換。
第4章是離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析，包括系統(tǒng)頻率響應(yīng)、轉(zhuǎn)移函數(shù)、極零分析、線性相位、全通系統(tǒng)、最小相位系統(tǒng)、譜分解及離散系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)等。
第5章詳細(xì)介紹了快速傅里葉變換(FFT)的各種算法，包括基2FFT算法、分裂基算法及頻域細(xì)化的CZT算法。最后介紹了Goertzel 算法，該算法在雙音多頻(DTMF)信號(hào)的快速準(zhǔn)確檢測(cè)中獲得了廣泛應(yīng)用。
第6、7兩章集中討論數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)問題。前者討論IIR濾波器的設(shè)計(jì)，后者討論FIR濾波器的設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)要介紹了一些特殊形式濾波器的設(shè)計(jì)問題。
正交變換的概念在數(shù)字信號(hào)處理中具有重要作用，因此第8章對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的討論，其重點(diǎn)是在語音和圖像中廣泛應(yīng)用的離散余弦變換(DCT)。為使讀者了解這些正交變換的應(yīng)用，還增加了圖像壓縮的內(nèi)容。
前8章系統(tǒng)地討論了有關(guān)信號(hào)處理理論，在此基礎(chǔ)上，選擇了信號(hào)處理中的7個(gè)典型算法在第9章給予介紹，目的是讓讀者了解和掌握更多的信號(hào)處理的內(nèi)容以及它們應(yīng)用的背景。這些算法是: 信號(hào)的抽取與插值、信號(hào)的子帶分解、調(diào)制與解調(diào)、反卷積、奇異值分解、獨(dú)立分量分析及同態(tài)濾波等。它們有的是經(jīng)典內(nèi)容，有的是近20年來新發(fā)展的內(nèi)容。
第10章是關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理中有限字長(zhǎng)問題。盡管使用高精度的A/D轉(zhuǎn)換器可以大大減輕有限字長(zhǎng)所帶來的誤差及其影響，但是，有限字長(zhǎng)問題畢竟是數(shù)字信號(hào)處理中的基本問題，特別是當(dāng)用硬件來具體實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，掌握這些誤差的行為、了解它們對(duì)系統(tǒng)的影響是每一位設(shè)計(jì)者所必須考慮的。
第11章以美國(guó)TI公司的TMS320系列DSP為例介紹了DSP芯片的特點(diǎn)及應(yīng)用，同時(shí)還介紹了FPGA在信號(hào)處理中的優(yōu)勢(shì)。
下篇的第12～16章討論隨機(jī)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)處理。第12章主要討論了平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的定義、性質(zhì)、描述及通過線性系統(tǒng)的行為。第13章主要討論經(jīng)典功率譜估計(jì)問題，包括自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)、功率譜估計(jì)的周期圖法與自相關(guān)法、估計(jì)的性能及改進(jìn)方法，并介紹了短時(shí)傅里葉變換�，F(xiàn)代功率譜估計(jì)是近40年來信號(hào)處理學(xué)科中最為活躍的內(nèi)容之一，因此第14章討論了這一領(lǐng)域的主要內(nèi)容，即參數(shù)模型法，包括AR、MA及ARMA模型，還簡(jiǎn)要介紹了非參數(shù)模型法，如最小方差方法、基于特征值分解的譜估計(jì)方法。第15章討論維納濾波器。維納濾波器已經(jīng)有60多年的歷史了，但它是所有現(xiàn)代濾波器(自適應(yīng)濾波器、卡爾曼濾波器)的基礎(chǔ)，并在持續(xù)應(yīng)用。第16章重點(diǎn)討論了LMS和RLS兩種自適應(yīng)濾波器，并介紹了它們的應(yīng)用。
MATLAB是學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)極好的工具。因此，本書1.11節(jié)簡(jiǎn)要介紹了MATLAB的功能，在各章(第10、11章除外)的最后一節(jié)都對(duì)該章所涉及的MATLAB文件給予了說明，并給出了使用的具體實(shí)例。通過MATLAB的應(yīng)用，讀者可以掌握應(yīng)用MATLAB實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的方法，同時(shí)更深入地理解數(shù)字信號(hào)處理的理論。
本書在清華大學(xué)出版社云平臺(tái)文泉云盤上附配了一些資源，包括100多個(gè)用MATLAB程序編寫的m文件、一些數(shù)據(jù)文件和做習(xí)題時(shí)所需的文獻(xiàn)。獲取方法見本書附錄。
本書內(nèi)容豐富，既包含了經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理和統(tǒng)計(jì)數(shù)字信號(hào)處理中的主要內(nèi)容，也包含了部分前沿內(nèi)容；作者在編寫過程中注重理論和應(yīng)用相結(jié)合，特別注重應(yīng)用MATLAB來解決理論和算法的實(shí)現(xiàn)問題。通過本書的學(xué)習(xí)，讀者可以掌握數(shù)字信號(hào)處理的主要內(nèi)容。
本書定位于理工科的研究生教材，也可供從事數(shù)字信號(hào)處理研究與應(yīng)用的廣大科技人員學(xué)習(xí)與參考。
筆者在授課時(shí)，講完第1～14章共需48學(xué)時(shí)，因此，第15、16兩章只是給以簡(jiǎn)要的介紹，更詳細(xì)的講授放在了隨機(jī)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)處理(現(xiàn)在的課程名稱是現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理)課程中。建議老師們?cè)谑褂帽緯鳛榻滩臅r(shí)，根據(jù)自己的學(xué)時(shí)、專業(yè)需要及選課學(xué)生情況等因素，選取要講授的內(nèi)容。
根據(jù)清華大學(xué)出版社的建議，本書第一篇的第1～8章及第11章即將單獨(dú)成書《數(shù)字信號(hào)處理》，定位于本科生教材。
作者在編寫本書和承擔(dān)清華大學(xué)研究生公共課數(shù)字信號(hào)處理的過程中得到了清華大學(xué)研究生院、生物醫(yī)學(xué)工程系的關(guān)心與支持，在此表示衷心的感謝！
清華大學(xué)張旭東教授審閱了本書的第15、16章，并提出了很多非常有益的建議。在此對(duì)張旭東教授表示衷心的感謝！
黃悅、梁文軒、肖憲波三位博士編寫了3.11節(jié)，他們從自己的學(xué)術(shù)角度舉例介紹了信號(hào)頻域分析的應(yīng)用。張輝博士編寫了11.4節(jié)。在此向這4位博士表示衷心的感謝！
在本書第一～四版的編著過程中，許燕、耿新玲、朱莉、汪夢(mèng)蝶、張戈亮、王俊峰、勞長(zhǎng)安、李曉娟、肖智魁、洪波、梁作清、丁輝、丁海艷、柳銀、劉少穎、黃惠芳、趙龍蓮、郭曉蓮、朱常芳、彭美然、董曉霞和王新增等在協(xié)助本書習(xí)題和計(jì)算機(jī)程序的編寫、繪圖以及資料搜集等方面都做了大量的工作，在此一并表示感謝！
在編著本書及前3版的過程中，重點(diǎn)參考了［Pro14］、［Opp10］及［Mit01］這三部經(jīng)典的數(shù)字信號(hào)處理教材。在此向這3部教材的第一作者Prof. John G. Proakis、Prof. Alan V. Oppenheim及Prof. Sanjit K. Mitra致以最衷心的感謝！
感謝夫人郭慶華50多年的陪伴、關(guān)心及鼎力支持！
限于作者的水平，不妥及錯(cuò)誤之處在所難免，懇切希望讀者給予批評(píng)指正。

作者
2023年6月

緒論1
0.1數(shù)字信號(hào)處理的理論1
0.2數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)3
0.3數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用4
0.4關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理的學(xué)習(xí)4
上篇經(jīng)典數(shù)字信號(hào)處理
第1章離散時(shí)間信號(hào)9
1.1關(guān)于信號(hào)9
1.2典型連續(xù)時(shí)間信號(hào)14
1.3典型離散時(shí)間信號(hào)19
1.4離散時(shí)間信號(hào)的運(yùn)算23
1.5信號(hào)的分類28
1.6噪聲31
1.7確定性信號(hào)的相關(guān)函數(shù)32
1.7.1相關(guān)函數(shù)的定義34
1.7.2相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)36
1.7.3相關(guān)函數(shù)的應(yīng)用36
1.8信號(hào)的時(shí)域分析38
1.9信號(hào)的頻域分析40
1.10信號(hào)空間的基本概念45
1.11關(guān)于MATLAB48
1.12與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件50
小結(jié)56
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)57第2章離散時(shí)間系統(tǒng)及Z變換62
2.1離散時(shí)間系統(tǒng)的基本概念62
2.2離散時(shí)間系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系68
2.3差分方程的時(shí)域求解73
目錄數(shù)字信號(hào)處理理論、算法與實(shí)現(xiàn)（第四版）
2.4單位抽樣響應(yīng)的時(shí)域求解81
2.5Z變換的定義82
2.6Z變換的收斂域85
2.7Z變換的性質(zhì)90
2.8逆Z變換97
2.9離散時(shí)間系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)101
2.10用Z變換求解差分方程102
2.11LSI系統(tǒng)的信號(hào)流圖與結(jié)構(gòu)104
2.12與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件109
小結(jié)112
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)112第3章離散時(shí)間信號(hào)的頻域分析117
3.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換118
3.1.1連續(xù)周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)118
3.1.2連續(xù)非周期信號(hào)的傅里葉變換119
3.1.3傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換的區(qū)別與聯(lián)系121
3.1.4關(guān)于傅里葉變換的進(jìn)一步解釋124
3.2離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換(DTFT)125
3.2.1DTFT的定義125
3.2.2DTFT的性質(zhì)127
3.2.3關(guān)于DTFT存在的條件132
3.2.4一些典型信號(hào)的DTFT134
3.2.5信號(hào)截短對(duì)DTFT的影響137
3.3連續(xù)時(shí)間信號(hào)的抽樣141
3.3.1抽樣定理141
3.3.2信號(hào)的重建144
3.4離散時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)145
3.5離散傅里葉變換(DFT)147
3.5.1DFT的定義147
3.5.2DFT導(dǎo)出的圖形解釋148
3.5.3DFT與DTFT及Z變換的關(guān)系150
3.5.4DFT的性質(zhì)151
3.6用DFT計(jì)算線性卷積156
3.6.1用DFT計(jì)算線性卷積的方法和步驟156
3.6.2長(zhǎng)序列卷積的計(jì)算158
3.7與DFT有關(guān)的幾個(gè)問題159
3.7.1頻率分辨率及DFT參數(shù)的選擇159
3.7.2補(bǔ)零問題163
3.7.3DFT對(duì)FT的近似164
3.8關(guān)于正弦信號(hào)抽樣的說明169
3.9二維傅里葉變換171
3.10希爾伯特變換177
3.10.1連續(xù)時(shí)間信號(hào)的希爾伯特變換177
3.10.2離散時(shí)間信號(hào)的希爾伯特變換180
3.10.3希爾伯特變換的性質(zhì)181
3.11信號(hào)頻域分析應(yīng)用舉例182
3.11.1物理上存在的傅里葉變換器磁共振成像原理簡(jiǎn)介182
3.11.2淺談傅里葉變換在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用184
3.11.3數(shù)字助聽器中的移頻算法186
3.12與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件189
小結(jié)193
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)193第4章離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析199
4.1LSI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)199
4.2濾波的概念201
4.3LSI系統(tǒng)的極零分析202
4.4LSI系統(tǒng)的相頻響應(yīng)211
4.5FIR系統(tǒng)的線性相位特性214
4.6具有線性相位特性的FIR系統(tǒng)的零點(diǎn)分布217
4.7全通系統(tǒng)219
4.8最小相位系統(tǒng)222
4.9譜分解226
4.10FIR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步討論228
4.11LSI系統(tǒng)的Lattice結(jié)構(gòu)230
4.12與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件237
小結(jié)242
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)243第5章快速傅里葉變換247
5.1概述247
5.2時(shí)間抽取(DIT)基2 FFT算法249
5.2.1算法的推導(dǎo)249
5.2.2算法的討論251
5.3頻率抽取(DIF)基2 FFT算法254
5.4進(jìn)一步減少運(yùn)算量的措施256
5.4.1多類蝶形單元運(yùn)算256
5.4.2W因子的生成257
5.4.3實(shí)輸入數(shù)據(jù)時(shí)的FFT算法258
5.5基4算法與分裂基算法258
5.5.1頻率抽取基4 FFT算法258
5.5.2分裂基算法259
5.6線性調(diào)頻Z變換（CZT）265
5.6.1CZT的定義265
5.6.2CZT的計(jì)算方法267
5.7Goertzel算法268
5.8與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件273
小結(jié)275
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)276第6章無限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)278
6.1濾波器的基本概念278
6.1.1濾波器的分類278
6.1.2濾波器的技術(shù)要求280
6.2模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)282
6.2.1概述282
6.2.2巴特沃思模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)283
6.2.3切比雪夫Ⅰ型模擬低通濾波器的設(shè)計(jì)286
6.3模擬高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計(jì)291
6.3.1模擬高通濾波器的設(shè)計(jì)292
6.3.2模擬帶通濾波器的設(shè)計(jì)293
6.3.3模擬帶阻濾波器的設(shè)計(jì)295
6.4用沖激響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器297
6.5用雙線性Z變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字低通濾波器300
6.6數(shù)字高通、帶通及帶阻濾波器的設(shè)計(jì)304
6.7與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件308
小結(jié)312
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)313第7章有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)315
7.1FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的窗函數(shù)法315
7.2窗函數(shù)323
7.3FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的切比雪夫逼近法327
7.3.1切比雪夫最佳一致逼近原理328
7.3.2利用切比雪夫逼近理論設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器328
7.3.3誤差函數(shù)E()的極值特性332
7.3.4線性相位FIR數(shù)字濾波器4種形式的統(tǒng)一表示335
7.3.5設(shè)計(jì)舉例338
7.4濾波器階次的估計(jì)341
7.5平均與平滑濾波器342
7.6梳狀濾波器344
7.7濾波器設(shè)計(jì)小結(jié)346
7.8與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件347
小結(jié)353
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)353第8章信號(hào)處理中常用的正交變換356
8.1希爾伯特空間中的正交變換356
8.1.1信號(hào)的正交分解356
8.1.2正交變換的性質(zhì)359
8.1.3正交變換的種類360
8.2KL變換361
8.3離散余弦變換(DCT)與離散正弦變換(DST)364
8.3.1DCT的定義364
8.3.2DCT和KL變換的關(guān)系365
8.3.3DST簡(jiǎn)介367
8.3.4DCT及DST定義的導(dǎo)出369
8.4DCT的快速算法371
8.5圖像壓縮簡(jiǎn)介372
8.5.1圖像的基本概念373
8.5.2圖像壓縮的基本概念374
8.5.3圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介380
8.6重疊正交變換382
8.7與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件385
小結(jié)387
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)387第9章信號(hào)處理中的若干典型算法390
9.1信號(hào)的抽取與插值390
9.1.1信號(hào)的抽取391
9.1.2信號(hào)的插值394
9.1.3抽取與插值相結(jié)合的抽樣率轉(zhuǎn)換396
9.2信號(hào)的子帶分解及濾波器組的基本概念400
9.3窄帶信號(hào)及信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)404
9.3.1窄帶信號(hào)404
9.3.2信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)407
9.3.3窄帶信號(hào)的抽樣410
9.4逆系統(tǒng)、反卷積及系統(tǒng)辨識(shí)411
9.5奇異值分解415
9.6獨(dú)立分量分析簡(jiǎn)介419
9.7倒譜及同態(tài)濾波的概念與應(yīng)用422
9.8與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件427
小結(jié)432
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)432第10章數(shù)字信號(hào)處理中有限字長(zhǎng)影響的統(tǒng)計(jì)分析435
10.1量化誤差的統(tǒng)計(jì)分析436
10.2量化誤差通過LSI系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析439
10.3IIR系統(tǒng)系數(shù)量化對(duì)系統(tǒng)性能的影響441
10.4FIR系統(tǒng)系數(shù)量化對(duì)系統(tǒng)性能的影響444
10.5乘法運(yùn)算舍入誤差對(duì)系統(tǒng)性能影響的統(tǒng)計(jì)分析446
10.5.1IIR系統(tǒng)中的極限環(huán)振蕩現(xiàn)象446
10.5.2IIR系統(tǒng)中乘法運(yùn)算舍入誤差的統(tǒng)計(jì)分析447
10.5.3FIR系統(tǒng)中乘法運(yùn)算舍入誤差的統(tǒng)計(jì)分析452
10.6DFT運(yùn)算中舍入誤差的統(tǒng)計(jì)分析453
小結(jié)454
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)454第11章數(shù)字信號(hào)處理的硬件實(shí)現(xiàn)456
11.1DSP微處理器概述456
11.1.1DSP處理器在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)457
11.1.2DSP處理器的發(fā)展趨勢(shì)460
11.2評(píng)價(jià)DSP性能的幾個(gè)主要指標(biāo)461
11.3TI DSP產(chǎn)品的路線圖462
11.3.1TI公司早期的DSP產(chǎn)品463
11.3.2TI DSP的主流產(chǎn)品463
11.3.3TI公司近十年的DSP產(chǎn)品466
11.4基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)467
小結(jié)470
下篇統(tǒng)計(jì)數(shù)字信號(hào)處理
第12章平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)473
12.1隨機(jī)信號(hào)及其特征描述473
12.1.1隨機(jī)變量473
12.1.2隨機(jī)信號(hào)及其特征的描述477
12.2平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)描述480
12.2.1平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的定義480
12.2.2平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)481
12.2.3平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的功率譜483
12.2.4一階馬爾可夫過程485
12.3平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)通過線性系統(tǒng)486
12.4平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的各態(tài)遍歷性489
12.5信號(hào)處理中的最小平方估計(jì)問題494
12.5.1確定性信號(hào)處理中的最小平方問題494
12.5.2隨機(jī)信號(hào)參數(shù)的最小均方估計(jì)496
12.6估計(jì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)497
12.7功率譜估計(jì)概述498
12.8與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件501
小結(jié)503
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)504第13章經(jīng)典功率譜估計(jì)507
13.1自相關(guān)函數(shù)的估計(jì)507
13.1.1自相關(guān)函數(shù)的直接估計(jì)507
13.1.2自相關(guān)函數(shù)的快速計(jì)算511
13.2經(jīng)典功率譜估計(jì)的基本方法512
13.2.1直接法512
13.2.2間接法513
13.2.3直接法和間接法的關(guān)系513
13.3直接法和間接法估計(jì)的質(zhì)量516
13.3.1M=N-1時(shí)的估計(jì)質(zhì)量516
13.3.2M13.4直接法估計(jì)的改進(jìn)522
13.4.1Bartlett法523
13.4.2Welch法524
13.4.3Nuttall法526
13.5經(jīng)典功率譜估計(jì)算法性能的比較527
13.6短時(shí)傅里葉變換529
13.7與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件533
小結(jié)535
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)535第14章現(xiàn)代功率譜估計(jì)537
14.1平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的參數(shù)模型537
14.2AR模型的正則方程與參數(shù)計(jì)算539
14.3AR模型功率譜估計(jì)的性質(zhì)及階次的選擇545
14.3.1AR模型功率譜估計(jì)的性質(zhì)545
14.3.2AR模型階次的選擇550
14.4AR模型的穩(wěn)定性及對(duì)信號(hào)建模問題的討論551
14.4.1AR模型的穩(wěn)定性551
14.4.2關(guān)于信號(hào)建模問題的討論554
14.5關(guān)于線性預(yù)測(cè)的進(jìn)一步討論558
14.6AR模型系數(shù)的求解算法562
14.6.1自相關(guān)法563
14.6.2Burg算法564
14.6.3改進(jìn)的協(xié)方差方法566
14.7MA模型及功率譜估計(jì)568
14.7.1MA模型及其正則方程568
147.2MA模型參數(shù)的求解方法569
14.8ARMA模型及功率譜估計(jì)571
14.9最小方差功率譜估計(jì)(MVSE)573
14.10基于矩陣特征分解的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)576
14.10.1相關(guān)陣的特征分解576
14.10.2基于信號(hào)子空間的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)577
14.10.3基于噪聲子空間的頻率估計(jì)及功率譜估計(jì)577
14.10.4信號(hào)與噪聲子空間維數(shù)的估計(jì)582
14.11現(xiàn)代功率譜估計(jì)各種算法性能的比較582
14.12與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件585
小結(jié)588
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)589第15章維納濾波器592
15.1前言592
15.2平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的線性最小均方濾波592
15.3FIR維納濾波器594
15.4IIR維納濾波器597
15.5非因果維納濾波器601
15.6與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件603
小結(jié)604
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)604第16章自適應(yīng)濾波器606
16.1前言606
16.2誤差性能曲面及最陡下降法607
16.2.1誤差性能曲面608
16.2.2最陡下降法609
16.3LMS算法610
16.3.1LMS算法的導(dǎo)出610
16.3.2LMS算法的性能分析612
16.3.3改進(jìn)的LMS算法617
16.4RLS算法619
16.4.1RLS算法的導(dǎo)出620
16.4.2RLS算法性能分析622
16.5自適應(yīng)濾波器的應(yīng)用623
16.5.1系統(tǒng)辨識(shí)624
16.5.2自適應(yīng)噪聲抵消627
16.5.3自適應(yīng)預(yù)測(cè)628
16.5.4通道的自適應(yīng)均衡630
16.6與本章內(nèi)容有關(guān)的MATLAB文件633
小結(jié)637
習(xí)題與上機(jī)練習(xí)637附錄本書所附資源640索引641參考文獻(xiàn)646

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