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1 基础知识导论1

1.1 MATLAB 7.0语言简介2

1.1.1 MATLAB 7.0语言特色2

1.1.2 MATLAB 7.0介面环境3

1.1.3M档案介绍6

1.2 MATLAB基本程序控制写法9

1.2.1回圈指令9

1.2.2平行指令11

1.3数位讯号处理常用的MATLAB函数15

1.3.1波形产生函数15

1.3.2傅立叶转换函数22

1.3.3滤波器分析与实际函数25

1.4数位讯号处理GUI库31

1.4.1滤波器设计与分析工具FDATool31

1.4.2滤波器设计与讯号分析工具SPTool38

1.5上机实验49

1.6习题50

2 离散时间讯号及其计算51

2.1离散时间讯号的概念与MATLAB表示52

2.1.1离散时间讯号的概念52

2.1.2离散时间讯号的MATLAB表示53

2.2几种典型离散时间讯号的MATLAB实现54

2.2.1单位脈冲序列54

2.2.2单位步阶序列56

2.2.3单位矩形序列58

2.2.4正弦序列59

2.2.5复指数序列61

2.3离散时间讯号的基本计算及MATLAB实现63

2.3.1序列相加和相乘63

2.3.2序列翻转65

2.3.3序列移位67

2.3.4序列尺度转换68

2.3.5序列周期延伸72

2.3.6序列对称分解76

2.3.7序列回圈移位78

2.4离散时间讯号的卷积计算及MATLAB实现81

2.4.1离散线性卷积81

2.4.2离散周期卷积83

2.4.3离散回圈卷积85

2.5上机实验88

2.6习题89

3 离散时间讯号的频域分析93

3.1离散时间傅立叶转换及MATLAB实现94

3.1.1离散时间傅立叶转换的定义及特点94

3.1.2离散时间傅立叶转换的MATLAB实现96

3.1.3离散时间傅立叶转换的性质98

3.1.4离散时间傅立叶转换的对称性质103

3.2周期性序列的离散傅立叶级数及傅立叶转换表示108

3.2.1离散傅立叶级数108

3.2.2周期序列的傅立叶转换表示113

3.3离散傅立叶转换及MATLAB实现116

3.3.1离散傅立叶转换的定义116

3.3.2以MATLAB实现离散傅立叶转换118

3.3.3离散傅立叶转换的性质119

3.3.4离散傅立叶转换的应用131

3.4频率域取样143

3.5快速傅立叶转换147

3.5.1直接计算离散傅立叶转换的问题及改进途径147

3.5.2基2时分快速傅立叶转换演算法148

3.5.3基2频分快速傅立叶转换演算法151

3.5.4快速傅立叶转换的MATLAB实现153

3.6上机实验154

3.7习题156

4 离散时间系统和Z转换159

4.1离散时间系统160

4.1.1离散时间线性非时变系统160

4.1.2离散时间线性非时变系统的性质161

4.1.3离散时间线性非时变系统的时域实现163

4.2 Z转换168

4.2.1 Z转换的定义168

4.2.2 Z转换收敛区间和序列的关系169

4.2.3 Z转换与离散时间傅立叶转换的关系171

4.2.4 Z转换的性质171

4.2.5 Z反转换172

4.3离散时间系统的频域分析176

4.3.1频率响应176

4.3.2系统函数178

4.3.3离散时间线性非时变系统的因果性和稳定性在Z区域之描述181

4.3.4系统函数之零极点位置对系统特性的影响182

4.4上机实验187

4.5习题189

5 数位滤波器结构193

5.1数位滤波器概论194

5.1.1数位滤波器的描述194

5.1.2数位滤波器的基本网络结构195

5.1.3数位滤波器的分类196

5.2 IIR数位滤波器的结构及MATLAB实现198

5.2.1直接Ⅰ型198

5.2.2直接Ⅱ型199

5.2.3串联型201

5.2.4并联型206

5.3 FIR数位滤波器的结构及MATLAB实现210

5.3.1直接型211

5.3.2串联型211

5.3.3线性相位型213

5.3.4频率取样型217

5.4 Lattice结构及MATLAB实现220

5.4.1全零点Lattice结构220

5.4.2 全极点Lattice结构224

5.4.3零极点ARMA系统的Lattice结构226

5.5上机实验230

5.6习题230

6 IIR数位滤波器设计233

6.1滤波器设计概论234

6.1.1数位滤波器的指标234

6.1.2滤波器类型的选择，236

6.1.3数位滤波器设计的基本方法237

6.2正规化模拟低通滤波器的设计及MATLAB实现238

6.2.1正规化模拟低通滤波器238

6.2.2巴特沃思低通滤波器设计239

6.2.3切比雪夫低通滤波器设计244

6.2.4椭圆低通滤波器设计251

6.3.模拟滤波器的频带转换及MATLAB实现254

6.3.1低通到低通的频带转换254

6.3.2低通到高通的频带转换256

6.3.3低通到带通的频带转换259

6.3.4低通到带阻的频带转换261

6.3.5以MATLAB实现模拟滤波器264

6.4脈冲响应不变法的IIR滤波器设计及其MATLAB实现268

6.5双线性转换法的IIR滤波器设计及MATLAB实现277

6.6以MATLAB实现数位滤波器283

6.7上机实验287

6.8习题287

7 FIR数位滤波器设计289

7.1 FIR数位滤波器的特性290

7.1.1 FIR数位滤波器的相位特性290

7.1.2线性相位FIR数位滤波器的振幅特性291

7.1.3线性相位FIR数位滤波器的零级点特性298

7.2常用窗函数及其MATLAB实现300

7.2.1常用窗函数300

7.2.2窗函数的MATLAB实现304

7.3窗化法设计FIR数位滤波器及其MATLAB实现306

7.3.1窗化法设计FIR数位滤波器的原理306

7.3.2 FIR数位滤波器的MATLAB实现309

7.3.3 FIR数位低通滤波器设计与实现310

7.3.4 FIR数位高通滤波器设计与实现313

7.3.5 FIR数位带通滤波器设计与实现315

7.3.6 FIR数位带阻滤波器设计与实现317

7.4频率取样法设计FIR数位滤波器及其MATLAB实现320

7.4.1频率取样法设计FIR数位滤波器的原理320

7.4.2频率取样法设计FIR数位滤波器的MATLAB实现322

7.4.3频率取样法的改善325

7.5上机实验332

7.6习题334

8 多取样率数位讯号处理337

8.1引言338

8.2基本取样率转换及其MATLAB实现338

8.2.1取样法338

8.2.2内插法343

8.3取样法和内插法的多级设计及其MATLAB实现346

8.4任意因子取样率转换器设计及其MATLAB实现350

8.5上机实验352

8.6习题352

9 基于MATLAB的通讯讯号处理353

9.1模拟调变354

9.1.1振幅调变354

9.1.2角度调变363

9.2数位调变365

9.2.1频移键控调变367

9.2.2相移键控调变367

9.2.3正交振幅调变370

9.3自适应等化372

9.3.1递回最小均方法自适应等化器372

9.3.2常数模组演算法盲等化器376

9.3.3分数间隔盲等化器381

9.4通讯系统的同步387

9.4.1符号同步387

9.4.2载波同步391

9.5上机实验396

9.6习题396

10 以MATLAB实现语音讯号处理397

10.1语音讯号处理的基本知识398

10.1.1语音产生的过程398

10.1.2语音讯号产生的数位模型399

10.2语音讯号的时域分析405

10.2.1语音讯号的数位化和前处理405

10.2.2短时能量分析408

10.2.3短时过零分析412

10.2.4短时相关分析414

10.3语音讯号的频域分析417

10.3.1短时傅立叶转换417

10.3.2语音频谱图418

10.4语音讯号的线性预测分析419

10.4.1线性预测分析的原理419

10.4.2线性预测分析的求解421

10.5机实验423

10.6习题424

11 以MATLAB实现影像讯号处理427

11.1 MATLAB影像处理基础428

11.1.1影像文件428

11.1.2影像的类型转换432

11.1.3影像的几何转换435

11.2影像增强438

11.2.1影像灰阶校正439

11.2.2影像平滑化445

11.2.3影像锐利化451

11.3影像转换455

11.3.1离散傅立叶转换455

11.3.2离散馀弦转换458

11.3.3离散沃尔什-哈达玛转换460

11.4影像编码464

11.4.1无失真影像编码465

11.4.2有限失真影像编码473

11.5上机实验479

11.6习题479