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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Ω 192

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/FFT 361

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DSP 379

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DSP 472

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DWT 563

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