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目录 1

第1章 数字信号处理概述 1

1.1 信号与系统 2

1.2 数字信号处理系统 2

1.2.1 模数和数模转换 2

1.2.2 数字信号及其频谱 7

1.2.3 数字信号处理 7

1.3 数字信号处理的发展 7

1.4 小结 8

第2章 离散时间信号与系统 9

2.1 离散时间信号——序列 10

2.1.1 离散时间信号的定义与表示 10

2.1.2 常用序列 10

2.1.3 序列的基本运算 13

2.2.1 系统的定义与描述 15

2.2 离散时间系统分析 15

2.2.2 线性、移不变、因果、稳定系统 16

2.3 卷积 19

2.4 滤波 20

2.5 MATLAB实现信号的描述及运算 20

2.5.1 模拟信号的描述及运算 20

2.5.2 数字信号的描述及运算 26

习题 33

2.6 小结 33

第3章 离散时间信号的变换 35

3.1 Z变换 36

3.1.1 Z变换的定义 36

3.1.2 几种序列的Z变换及其收敛域 37

3.1.3 Z变换的基本性质 41

3.1.4 逆Z变换 44

3.1.5 离散时间信号的傅里叶变换（DTFT） 46

3.1.6 Z变换与系统分析 49

3.2.1 离散傅里叶级数 55

3.2 离散傅里叶级数（DFS）及其性质 55

3.2.2 离散傅里叶级数的性质 58

3.3 离散傅里叶变换（DFT） 61

3.3.1 离散傅里叶变换（DFT）——有限长序列的傅里叶表示 61

3.3.2 离散傅里叶变换的性质 63

3.4 离散傅里叶变换的应用 68

3.4.1 利用离散傅里叶变换做谱分析 68

3.4.2 利用离散傅里叶变换做线性卷积 73

3.5 快速傅里叶变换（FFT） 78

3.5.1 DFT的计算量和快速傅里叶变换算法的基本思想 79

3.5.2 时间抽选基-2 FFT算法（库利-图基算法） 80

3.5.3 频率抽选基-2 FFT算法（DIF） 87

3.5.4 离散傅里叶反变换的快速算法（IFFT） 88

3.5.5 进一步减少运算量的措施 89

3.6 MATLAB实现信号的频谱分析 90

3.6.1 利用FFT和IFFT分析和合成离散周期信号 90

3.6.2 利用FFT和IFFT分析离散非周期信号 93

3.6.3 离散系统的频率特性分析 96

3.7 小结 98

习题 99

第4章 滤波器设计方法及基本结构 105

4.1 引言 106

4.2 模拟滤波器的设计 106

4.2.1 低通模拟滤波器特性及幅度平方逼近 106

4.2.2 巴特沃斯滤波器设计 108

4.2.3 切比雪夫Ⅰ型滤波器设计 110

4.3 无限冲激响应（IIR）数字滤波器设计 112

4.3.1 冲激响应不变法 113

4.3.2 双线性变换法 116

4.3.3 低通数字滤波器设计 118

4.3.4 高通、带通和带阻IIR数字滤波器设计 122

4.4 有限冲激响应（FIR）数字滤波器设计 131

4.4.1 FIR数字滤波器的线性相位特性 132

4.4.2 窗函数设计法 136

4.4.3 线性相位FIR滤波器的设计 142

4.4.4 高通、带通和带阻FIR数字滤波器的频率移位设计法 145

4.4.5 频率采样法 152

4.4.6 FIR滤波器的最优化设计 156

4.5 数字滤波器的基本结构 163

4.5.1 IIR数字滤波器的基本结构 163

4.5.2 FIR数字滤波器的基本结构 167

4.6 基于MATLAB的数字滤波器设计 170

4.6.1 IIR数字滤波器的双线性变换法设计 170

4.6.2 FIR数字滤波器的窗函数法设计 174

4.7 小结 180

习题 180

第5章 数字信号处理器（DSP） 185

5.1 DSP的应用现状和发展前景 186

5.1.1 什么是DSP 186

5.1.2 DSP简史 186

5.1.3 DSP的应用现状 186

5.1.4 DSP的发展趋势 188

5.2.1 信号处理算法的特点 189

5.2 DSP的结构 189

5.2.2 DSP的特点与内部结构 190

5.2.3 DSP性能的衡量指标 194

5.2.4 DSP系统结构 195

5.3 定点和浮点数格式 197

5.3.1 定点数的格式与运算 197

5.3.2 浮点数的格式与运算 202

5.4.1 ADSP2116x概述 205

5.4 ADSP2116x硬件单元 205

5.4.2 ADSP2116x的处理单元 207

5.4.3 ADSP2116x的地址发生器 209

5.5 DSP制造商与DSP的选购 211

5.6 DSP实例 212

5.7 小结 215

第6章 数字信号处理应用 216

6.1.1 数字音频 217

6.1 语音信号处理 217

6.1.2 语音识别 219

6.1.3 语音合成 220

6.2 图像处理 221

6.2.1 图像处理基础 221

6.2.2 图像增强 224

6.2.3 图像分割 226

6.2.4 图像压缩 228

6.3 小结 229

附录A MATLAB简介 230

A.1 MATLAB的程序设计环境 231

A.1.1 工作环境 231

A.1.2 命令窗口的设置 231

A.1.3 M文件的编辑环境 233

A.1.4 MATLAB的搜索路径 236

A.2.1 变量及其赋值 237

A.2 MATLAB的基本语法 237

A.2.2 矩阵运算 240

A.2.3 矩阵分解 243

A.2.4 逻辑判断及流程控制 246

A.2.5 数据分析函数 249

A.3 MATLAB的绘图功能 252

A.3.1 基本的绘图功能 252

A.3.2 专业绘图功能 257

A.4.1 主程序文件 262

A.4 M文件及程序调试 262

A.4.2 人机交互命令 263

A.4.3 函数文件 263

附录B ADSP2116x指令集 266

B.1 指令形式 267

B.2 计算指令 269

中英文名词术语索引 274

参考文献 279