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第1章 数字信号处理概述1

1.1 信号与系统1

1.2 模/数和数/模转换5

1.3 数字信号及其频谱8

1.4 数字滤波13

1.5 语音、音乐、图像及其他16

小结18

习题18

第2章 模数转换和数模转换22

2.1 简单的DSP系统22

2.2 采样22

2.2.1 奈奎斯特采样理论22

2.2.2 从频率角度看采样26

2.3 量化32

2.4 模数转换37

2.5 数模转换39

小结42

习题42

第3章 数字信号47

3.1 数字信号的图示47

3.2 数字信号的符号48

3.3 数字函数51

3.3.1 脉冲函数51

3.3.2 阶跃函数54

3.3.3 幂函数和指数函数58

3.3.4 正弦函数和余弦函数61

3.4 合成函数66

3.5 二维数字信号69

习题71

小结71

4.1 滤波基础知识75

第4章 差分方程与滤波75

4.2 模拟滤波器和数字滤波器80

4.3 线性、时不变、因果系统81

4.4 差分方程81

4.5 叠加原理85

4.6 差分方程流图87

4.6.1 非递归差分方程87

4.6.2 递归差分方程90

4.7 脉冲响应93

4.8 阶跃响应99

小结101

习题102

5.1 卷积基础109

第5章 卷积与滤波109

5.2 差分方程与卷积117

5.3 滑动平均滤波器119

5.4 数字图像滤波122

小结125

习题126

第6章 Z变换129

6.1 Z变换基础129

6.2 传输函数133

6.2.1 传输函数和差分方程133

6.2.2 传输函数和脉冲响应135

6.2.3 计算滤波器输出136

6.2.4 传输函数的级联和并联136

6.3.1 标准式138

6.3 逆Z变换138

6.3.2 简单的逆Z变换140

6.3.3 长除法求逆Z变换141

6.3.4 部分分式展开法求逆Z变换143

6.4 传输函数与稳定性148

6.4.1 极点与零点148

6.4.2 稳定性150

6.4.3 一阶系统153

6.4.4 二阶系统156

小结166

习题167

第7章 傅里叶变换与滤波器形状173

7.1 傅里叶变换基础173

7.2.1 频率响应和差分方程176

7.2 频率响应及其他形式176

7.2.2 频率响应和传输函数177

7.2.3 频率响应和脉冲响应177

7.3 频率响应和滤波器形状178

7.3.1 滤波器对正弦输入的作用178

7.3.2 幅度响应和相位响应181

7.3.3 模拟频率f与数字频率Ω192

7.3.4 由极零点确定滤波器形状197

7.3.5 一阶滤波器200

7.3.6 二阶滤波器201

小结205

习题206

第8章 数字信号频谱211

8.1 频谱的意义211

8.2 非周期数字信号211

8.3 周期数字信号218

小结229

习题230

第9章 有限脉冲响应滤波器235

9.1 有限脉冲响应滤波器基础235

9.2 再论滑动平均滤波器237

9.3 相位失真239

9.4 逼近理想低通滤波器244

9.5 窗函数249

9.5.1 矩形窗249

9.5.2 汉宁窗251

9.5.3 哈明窗253

9.5.4 布莱克曼窗253

9.5.5 凯塞窗255

9.6.1 设计指南257

9.6 低通FIR滤波器设计257

9.6.2 低通FTR滤波器设计步骤259

9.7 带通和高通HIR滤波器266

9.8 带阻FIR滤波器275

9.9 等波纹FIR滤波器设计279

9.10 实际FIR滤波器的问题281

小结283

习题284

第10章 无限脉冲响应滤波器289

10.1 无限脉冲响应滤波器基础289

10.2 低通模拟滤波器290

10.3 双线性变换293

10.4 巴特沃斯滤波器设计299

10.5 切比雪夫I型滤波器设计306

10.6 脉冲响应不变法IIR滤波器设计312

10.8 带通、高通和带阻IIR滤波器315

10.7 “最佳拟合”滤波器设计315

10.9 实际IIR滤波器的问题322

小结324

习题324

第11章 DFT和FFT处理328

11.1 DFT基础328

11.2 与傅里叶变换的关系346

11.3 与傅里叶级数的关系349

11.4 DFT窗效应349

11.5 频谱图354

11.6 FFT基础358

11.7 2D DFT/FFT361

小结361

习题362

12.1 数字信号处理器基础367

第12章 DSP硬件367

12.2 DSP的结构368

12.3 定点和浮点数格式371

12.4 DSP硬件单元375

12.4.1 乘法器/累加器375

12.4.2 移位器376

12.4.3 地址发生器377

12.5 DSP汇编语言378

12.6 如何选择DSP379

12.6.1 定点或浮点379

12.6.2 数据宽度380

12.6.3 硬件和软件特性380

12.6.4 速度380

12.6.8 便捷性381

12.6.7 支持硬件381

12.6.5 存储器381

12.6.6 功耗381

12.6.9 成本382

12.6.10 应用382

12.7 DSP制造商383

12.7.1 模拟器件公司383

12.7.2 德州仪器公司384

12.7.3 摩托罗拉公司386

小结387

习题387

第13章 DSP编程391

13.1 ADSP-2181处理器391

13.2 EZ-KIT Lite开发板392

13.3 数字格式和缩放393

13.4 寄存器399

13.5 汇编语言指令401

13.5.1 ADSP-2100系列指令401

13.5.2 汇编语言举例402

13.6 EZ-KIT Lite板的安装和初始化407

13.7 在EZ-KIT Lite上运行程序418

13.8 DSP应用419

13.8.1 正弦波发生器419

13.8.2 FIR滤波器422

13.8.3 IIR滤波器424

小结426

习题426

14.1.1 数字音频基础429

14.1.2 过采样和抽取429

第14章 信号处理429

14.1 数字音频429

14.1.3 插零和内插432

14.1.4 抖动和压扩435

14.1.5 音频处理438

14.2 语音识别440

14.3 语音和音乐合成448

14.4 地球物理学处理454

14.5 加密462

14.5.1 加密基础462

14.5.2 相当有效加密463

14.5.3 数据加密标准465

14.5.4 用于加密的DSP472

14.6 马达控制473

小结476

15.1 图像处理基础478

第15章 图像处理478

15.2 直方图和直方图均衡480

15.3 合成图像484

15.4 扭曲和变形488

15.5 图像滤波492

15.6 模式识别496

15.6.1 特征识别496

15.6.2 物体分类500

15.7 图像频谱503

15.7.1 图像频谱基础503

15.7.2 断层成像507

15.8 图像压缩514

小结518

习题519

16.1 小波基础525

第16章 小波525

16.2 小波族533

16.3 信号编码537

16.4 多分辨分析545

16.5 离散小波变换548

16.5.1 离散小波变换基础548

16.5.2 从频率角度看小波分析552

16.5.3 从频率角度看小波综合553

16.5.4 离散小波变换的计算554

16.5.5 二维DWT563

16.6 划分时间-尺度平面567

16.7 小波压缩569

16.7.1 小波压缩基础569

16.7.2 FBI指纹图像压缩标准574

小结576

习题577

附录A 必备数学知识583

附录B 信嗓比597

附录C 递归滤波器的直接2型实现599

附录D 时域卷积和频域乘积600

附录E 离散傅里叶级数和离散傅里叶变换中的比例因子601

附录F 逆离散时间傅里叶交换602

附录G 理想低通滤波器的脉冲响应603

附录H 采样性质604

附录I 数字余弦信号的频谱605

附录J 脉冲序列的频谱606

附录K 采样的频谱效应607

附录L 巴特沃斯递归滤波器阶数609

附录M 切比雪夫I型递归滤波器阶数610

附录N 小波结果611

术语表614