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