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第1章 模数转换器、数模转换器和采样定理 1

1.1编码和量化 1

1.1.1单极性码 3

1.1.2格雷码 5

1.1.3双极性码 8

1.1.4补码 11

1.1.5 DAC和ADC静态传递函数和直流误差 11

1.2采样定理 19

1.2.1取样-保持放大器（SHA）功能 19

1.2.2奈奎斯特准则 22

1.2.3基带抗混叠滤波器 24

1.2.4欠采样（谐波采样、带通采样、中频（IF）采样、IF信号直接转数字信号） 26

1.2.5用于降采样的抗混叠滤波器 7

1.3数据转换器的交流误差 29

1.3.1 N位理想转换器的理论量化噪声 29

1.3.2实用 ADC的噪声 34

1.3.3数据转换器的动态性能 36

1.3.4 DAC的动态性能 65

1.4通用数据转换器指标 73

1.4.1数据转换器的整体分析 73

1.4.2逻辑接口 74

1.4.3数据转换器逻辑电路：时序等问题 75

1.5定义指标 75

参考文献 89

第2章 数字滤波器 92

2.1本章预览 92

2.2模拟信号处理 92

2.3替代方案 93

2.4完整的DSP系统 94

2.4.1抗混叠滤波器 95

2.4.2采样-保持电路 95

2.4.3 ADC 96

2.4.4处理器 96

2.4.5 DAC 97

2.4.6重构滤波器 97

2.5回顾 97

2.6数字数据处理 97

2.7滑动平均滤波器 98

2.8处理系统表示法 99

2.9反馈（递归）滤波器 100

2.10本章总结 102

参考文献 102

第3章 信号的频域处理 103

3.1离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT） 103

3.2短时傅里叶变换（STFT） 104

3.3离散小波变换（DWT） 106

3.4信号处理工具箱 107

Lab 3：FFT、 STFT和DWT 107

L3.1 FFT与STFT 107

L3.2 DWT 112

参考文献 116

第4章 音频编码 117

4.1概述 117

4.2简介 117

4.2.1频谱掩蔽现象 119

4.2.2时域掩蔽 119

4.2.3心理声学模型 120

4.3 MPEG音频编码 120

4.3.1 layer Ⅰ编码 121

4.3.2 layer Ⅱ编码 122

4.3.3 layer Ⅲ编码——MP3 123

4.4 MPEG AAC 127

4.4.1 MPEG-2AAC 128

4.4.2 MPEG-4 AAC 130

4.5 Dolby AC-3（Dolby Digital） 131

4.6其他标准 133

4.7总结 133

参考文献 133

第5章 视频处理 135

5.1近似法 136

5.1.1截断 136

5.1.2四舍五入法 136

5.1.3误差反馈近似 136

5.1.4动态近似 136

5.2 SDTV-HDTV YCbCr转换 137

5.2.1 SDTV数据在HDTV上显示 137

5.2.2 HDTV数据在SDTV上显示 137

5.3 4：4：4到4：2：2的YCbCr转换 138

5.3.1 Y滤波 138

5.3.2 CbCr滤波 139

5.4显示增强 140

5.4.1亮度、对比度、饱和度和色度 140

5.4.2彩色瞬态改善 142

5.4.3亮度瞬态改善 142

5.4.4清晰度 142

5.4.5蓝电平延伸电路 143

5.4.6绿色增强 144

5.4.7动态对比度 144

5.4.8色彩校正 144

5.4.9色温校正 145

5.5视频混合和图形叠加 145

5.6亮度和色度键控 150

5.6.1亮度键控 150

5.6.2色度键控 151

5.6.3超黑色和亮度键控 161

5.7视频比例缩放 161

5.7.1像素增减 162

5.7.2线性插值 162

5.7.3抗混叠重采样 162

5.7.4比例缩放显示实例 164

5.8扫描速率转换 168

5.8.1帧增减或段增减 168

5.8.2瞬时插值 168

5.8.3 2：2下拉处理 172

5.8.4 3：2下拉处理 173

5.8.5 3：3下拉处理 173

5.8.6 24：1下拉处理 174

5.9非交错式到交错式视频的转换 174

5.9.1扫描线抽取 174

5.9.2垂直滤波 175

5.10交错式视频到非交错式视频的转换 175

5.10.1视频模式：场内处理 176

5.10.2视频模式：场间处理方法 177

5.10.3运动补偿去交错法 179

5.10.4电影模式（反电视电影法） 179

5.10.5频响 179

5.11基于DCT的压缩方法 180

5.11.1 DCT 181

5.11.2量化 182

5.11.3 zig-zag扫描 182

5.11.4行程编码 183

5.11.5可变长度编码 183

5.12固定像素点显示 183

5.12.1扩展色彩重现 183

5.12.2细节校正 183

5.12.3非均匀量化 184

5.12.4缩放与去交错 184

5.13应用实例 184

参考文献 186

第6章 调制 187

6.1无线电载波 187

6.2调幅 188

6.3调制指数 191

6.4频率调制 191

6.5调制指数和偏移系数 192

6.6边带 193

6.7带宽 194

6.8提高信噪比 195

6.9频移键控 195

6.10相位调制 196

6.11相移键控 196

6.12最小相移键控 198

6.13正交振幅调制 200

6.14展频技术 201

6.15 跳频技术 201

6.16直接序列展频 201

6.17正交频分多路复用 203

6.18带宽和数据容量 206

6.19总结 207

第7章DSP硬件选项 208

7.1适用于硬件设计师的DSP理论 208

7.1.1回顾DSP理论和基本原理 208

7.1.2 ADC和有限长度建模 209

7.1.3数字滤波器 211

7.1.4变换 213

7.1.5自适应滤波器和信号增强 215

7.1.6随机过程和自相关 215

7.2理论、应用和实现 216

7.3 DSP应用 218

7.3.1实时的概念 218

7.3.2通信系统 218

7.3.3多媒体信号处理系统 219

7.3.4应用综述 223

7.4 DSP实现 223

7.4.1用GPP实现DSP 223

7.4.2在GP DSP处理器上实现DSP 224

7.4.3在ASIP上实现DSP 224

7.4.4用ASIC实现DSP 225

7.4.5实现的权衡和决策 226

7.5回顾处理器和系统 227

7.5.1 DSP处理器体系结构 227

7.5.2 DSP固件 228

7.5.3嵌入式系统综述 230

7.5.4嵌入式系统中的DSP 231

7.5.5嵌入式计算的基本原理 231

7.6设计流程 232

7.6.1通常的硬件设计流程 232

7.6.2 ASIP硬件设计流程 233

7.6.3 ASIP设计自动化 235

7.7总结 238

参考文献 238

第8章DSP处理器和定点运算 240

8.1 DSP处理器体系结构 240

8.2 DSP处理器硬件单元 243

8.2.1乘加器 243

8.2.2移位器 243

8.2.3地址生成器 243

8.3 DSP处理器及制造商 244

8.4定点格式和浮点格式 245

8.4.1定点格式 246

8.4.2浮点格式 252

8.4.3 IEEE浮点格式 255

8.4.4定点DSP处理器 258

8.4.5浮点处理器 259

8.5在定点系统中实现有限脉冲响应和无限脉冲响应滤波器 261

8.6数字信号处理程序设计实例 265

8.6.1 TMS320C67xDSK综述 265

8.6.2实时处理的概念 268

8.6.3线性缓冲 269

8.6.4样本C程序 272

8.6.5定点实现实例 273

8.7总结 275

参考文献 275

第9章 代码优化与资源分配 277

9.1引言 277

9.2事件的产生和处理 278

9.3程序设计方法学 280

9.4高效编程的体系结构特点 281

9.4.1每个周期的多重操作 281

9.4.2硬件循环结构 281

9.4.3专门的寻址模式 282

9.4.4互锁指令流水线 285

9.5出于高效编程的编译器考虑 287

9.5.1选择数据类型 288

9.5.2数组与指针 288

9.5.3除法 289

9.5.4循环 289

9.5.5数据缓冲器 290

9.5.6内联函数和内嵌 291

9.5.7易失性数据 292

9.6系统与核同步 292

9.6.1同步载入/存储 292

9.6.2排序 293

9.6.3原子操作 294

9.7存储器体系结构——对管理的需要 295

9.7.1存储访问的取舍 295

9.7.2指令存储器管理——高速缓存还是DMA 295

9.7.3数据存储器管理 297

9.7.4系统向导——如何在DMA和高速缓存之间选择 299

9.7.5内存管理单元（MMU ） 300

9.8数据移动的物理学 303

参考文献 308

第10章DSP系统的测试与调试 309

10.1多核片上系统 309

10.2 SoC的软件架构 315

10.3 SoC系统引导顺序 318

10.4 SoC的支持工具 318

10.5 Soc的视频处理范例 318

参考文献 330