正版新书]数字信号分析和处理(第2版)张旭东、崔晓伟、王希勤978

绪论

0.1信号的基本概念和分类

0.2数字与离散

0.3信号处理

0.4离散处理系统和数字处理系统的发展

0.5本书的组成

章信号处理：  从连续到离散

1.1连续时间信号的表示

1.1.1常用连续信号

1.1.2冲激函数

1.1.3信号的脉冲分解

1.2线性时不变系统

1.3线性时不变系统的特征表示

1.4傅里叶分析

1.4.1傅里叶变换的定义和基本性质

1.4.2信号的冲激谱

1.4.3用傅里叶变换表示LTI系统

1.4.4时宽带宽积

1.5拉普拉斯变换和系统函数

1.5.1拉普拉斯变换及其性质

1.5.2拉普拉斯反变换

1.5.3连续时间系统的拉普拉斯变换分析

1.6基本采样定理

1.7本章小结

习题

第2章离散信号与系统基础

2.1离散信号与系统

2.1.1信号的表示问题

2.1.2离散信号的分类

2.1.3一些常用的基本信号

2.1.4离散信号的基本运算

2.1.5离散信号的单位抽样表示

2.1.6离散时间系统

2.2离散LTI系统的卷积和方法

2.2.1离散LTI系统的卷积和

2.2.2由卷积和表示的LTI系统性质

2.3离散LTI系统的特征表示与变换

2.4离散时间傅里叶变换

2.4.1离散时间傅里叶变换的定义

2.4.2离散时间傅里叶变换的性质

2.4.3周期序列的DTFT

2.4.4LTI系统的频率响应

2.4.5自相关分析、能量信号和功率信号

2.5z变换和系统函数

2.5.1z变换的定义和收敛域

2.5.2z变换的有理分式形式和零极点

2.5.3z反变换

2.5.4z变换的性质

2.5.5用z变换表示系统

2.5.6通过零极点分析频率响应

2.6连续信号的数字处理问题初探

2.6.1连续和离散频谱之间的关系

2.6.2连续系统和离散系统的关系

2.7与本章相关的MATLAB函数与实例

2.7.1相关的MATLAB函数简介

2.7.2MATLAB例程

2.8本章小结

习题

MATLAB习题

第3章有限长序列离散变换和快速算法

3.1离散正交变换

3.2离散傅里叶变换

3.2.1DFT作为对DTFT的频域离散采样

3.2.2DFT的矩阵表示

3.2.3DFT的实例

3.3DFT与周期序列傅里叶级数的关系

3.4DFT的性质

3.5用DFT计算相关序列

3.6DFT的快速计算方法

3.6.1按时间抽取基2-FFT算法

3.6.2按频率抽取基2-FFT算法

3.6.3基4和分裂基FFT

3.6.4滑窗FFT算法

*3.6.5组合数FFT算法简述

3.6.6快速傅里叶反变换

3.7CZT算法

3.8离散余弦变换及其快速算法

3.8.1离散余弦变换

3.8.2离散余弦变换的快速算法

*3.9一些其他离散变换简介

3.9.1离散正弦变换

3.9.2Hadamard变换

3.9.3Haar变换

3.9.4Slant变换

3.10与本章相关的MATLAB函数与实例

3.10.1相关的MATLAB函数简介

3.10.2MATLAB例程

3.11本章小结

习题

MATLAB习题

第4章数字频谱分析

4.1DFT与连续信号频谱的关系

4.1.1DFT与连续信号频谱关系的直观解释

4.1.2DFT与连续信号频谱关系的一般性解释

4.2利用DFT的频谱分析

4.2.1通过DFT做频谱分析的一般过程

4.2.2加窗与频率分辨率

4.2.3DFT的频率泄漏和栅栏效应

4.2.4由DFT插值DTFT的讨论

4.3窗函数和加窗频谱分析

4.4对DFT做频谱估计的评述

4.5通过DFT进行能量谱和功率谱估计

*4.6短时傅里叶变换做时频谱分析

4.6.1短时傅里叶变换

4.6.2离散信号短时傅里叶变换的计算

4.7与本章相关的MATLAB函数与实例

4.7.1相关的MATLAB函数简介

4.7.2MATLAB例程

4.8本章小结

习题

MATLAB习题

第5章离散系统和数字滤波器

5.1线性时不变系统的表示方法

5.2系统设计

5.2.1逆系统设计

5.2.2数字滤波器设计

5.3全通系统和小相位系统

5.3.1全通系统

5.3.2小相位系统

5.4系统的可实现性

5.5IIR系统的实现结构

5.5.1IIR系统的基本结构

5.5.2IIR系统级联和并联结构

5.6FIR系统实现的基本结构

5.6.1FIR系统的基本结构

5.6.2线性相位系统及其实现结构

5.6.3线性相位系统的零点分布和级联实现

5.7FIR滤波器的FFT实现结构

5.7.1FIR滤波器的基本FFT实现结构

5.7.2FIR滤波器的FFT实现结构：重叠相加法

5.7.3FIR滤波器的FFT实现结构：重叠保留法

5.8FIR系统的频率取样结构

*5.9格型滤波器结构

5.9.1FIR滤波器的格型结构

5.9.2IIR 滤波器的格型结构

5.10数字系统实例

5.10.1数字正弦振荡器

5.10.2数字陷波器

5.10.3梳状滤波器

5.11与本章相关的MATLAB函数与样例

5.11.1相关的MATLAB函数简介

5.11.2MATLAB例程

5.12本章小结

习题

MATLAB习题

第6章数字滤波器设计

6.1数字滤波器设计概述

6.2线性相位FIR滤波器的分类和表示

6.3窗函数法设计FIR滤波器

6.3.1线性相位FIR滤波器的矩形窗设计

6.3.2线性相位FIR滤波器的一般窗设计方法

6.4FIR滤波器的等波纹逼近设计

6.4.1FIR滤波器频率响应的多项式表示

6.4.2误差函数的构造

6.4.3Remeze算法

6.5频率取样设计

6.6IIR数字滤波器的间接设计方法

6.6.1冲激响应不变法

6.6.2双线性变换法

6.7IIR数字滤波器的设计实践

6.7.1模拟滤波器设计问题

6.7.2巴特沃思滤波器

6.7.3切比雪夫滤波器

6.7.4椭圆滤波器

6.7.5IIR数字滤波器设计实例

6.8数字滤波器的频率变换

6.9IIR滤波器的直接优化设计

6.10与本章相关的MATLAB函数与样例

6.10.1相关的MATLAB函数简介

6.10.2MATLAB例程

6.10.3数字微分器设计

6.11本章小结

习题

MATLAB习题

第7章希尔伯特变换和复倒谱

7.1连续时间信号的希尔伯特变换

7.2离散时间信号的希尔伯特变换和实现

7.2.1希尔伯特变换器的实现

7.2.2希尔伯特变换的应用

7.3频域的希尔伯特变换关系

7.3.1频域实部和虚部之间的希尔伯特变换关系

7.3.2变换域的幅度与相位关系

*7.4复倒谱

7.4.1复倒谱的定义和基本性质

7.4.2有理分式z变换的复倒谱

7.4.3一般采样序列的复倒谱计算

7.4.4复倒谱的一些应用

*7.5希尔伯特-黄变换和实验模态分析

7.5.1HHT的定义

7.5.2实验模态分解

7.6与本章相关的MATLAB函数与实例

7.6.1相关的MATLAB函数简介

7.6.2MATLAB例程

7.6.3希尔伯特变换器设计

7.7本章小结

习题

MATLAB习题

第8章多采样率信号处理

8.1采样率转换

8.1.1整数倍降采样率

8.1.2整数倍升采样率

8.1.3有理分数倍采样率转换

8.1.4抽取和插值的线性时变性

8.2采样率转换的高效实现结构

8.2.1抽取和零插值与滤波器的交换等价性

8.2.2采样率转换的级联形式

8.2.3滤波器的多相实现

8.2.4降采样率系统的多相实现

8.2.5升采样率系统的多相实现

8.3积分器-梳状滤波级联系统

8.4升采样率系统与奈奎斯特滤波器

8.4.1奈奎斯特滤波器

8.4.2奈奎斯特滤波器的窗函数法设计

8.4.3半带滤波器设计

*8.5均匀滤波器组

8.5.1均匀DFT滤波器组分解

8.5.2均匀DFT滤波器组合

8.5.3DFT的滤波器组解释

8.6双通道准确重构滤波器组

8.6.1准确重构条件

8.6.2正交镜像滤波器组

8.6.3共轭正交滤波器组

8.6.4准确重构滤波器组的一般解

8.6.5准确重构双正交线性相位滤波器组

8.6.6能量保持准确重构滤波器组

*8.7多通道准确重构滤波器组

8.7.1由双通道级联的多通道滤波器组

8.7.2一般M通道滤波器组

*8.8复用转换滤波器组

*8.9连续和离散小波变换简介

8.9.1连续小波变换

8.9.2尺度和位移离散化的小波变换

8.9.3多分辨分析和正交小波基

8.9.4离散小波变换的Mallat算法

8.9.5双正交小波变换

8.10与本章相关的MATLAB函数与实例

8.10.1相关的MATLAB函数简介

8.10.2MATLAB例程

8.11本章小结

习题

MATLAB习题

第9章线性自适应滤波器初步

9.1自适应滤波器概述

9.2陡下降法

9.3LMS自适应滤波算法

9.3.1LMS算法

9.3.2LMS算法的收敛性分析

9.3.3一些改进的LMS算法

9.4递推LS算法

9.4.1小二乘滤波

9.4.2基本RLS算法

9.5LMS和RLS算法对自适应均衡器的一些仿真结果

9.6自适应滤波器的应用举例

9.6.1自适应均衡再讨论

9.6.2自适应干扰对消的应用

9.7与本章相关的MATLAB函数与实例

9.7.1相关的MATLAB函数简介

9.7.2MATLAB例程

9.8本章小结

习题

MATLAB习题

0章有限字长效应

10.1二进制数据表示和量化误差

10.1.1二进制数据表示

10.1.2有限位二进制定点表示的量化误差

10.1.3量化误差的统计分析模型

10.2A/D转换器的量化误差

10.2.1A/D量化模型

10.2.2A/D误差经过系统的传播

10.3数字系统运算量化误差的统计分析

10.3.1数字系统直接实现的误差分析

10.3.2系统级联和并联实现的误差分析

10.3.3乘法累加器结构

10.4防止溢出和压缩比例因子

*10.5量化噪声分析的状态空间方法

10.5.1运算量化噪声计算的状态方程法

10.5.2压缩比例因子计算的状态方程法

10.6滤波器系数有限字长的影响

10.6.1系数量化对极点位置的影响

10.6.2系数量化影响极点偏移的结构依赖性

10.7有限字长的非线性效应：  极限环效应

10.8DFT/FFT运算的有限字长效应

10.8.1DFT直接实现的量化误差分析

10.8.2定点FFT实现的量化效应分析

*10.9自适应滤波的有限字长效应

10.10与本章相关的MATLAB函数与实例

10.10.1相关的MATLAB函数简介

10.10.2MATLAB例程

10.11本章小结

习题

MATLAB习题

*1章采样与重构技术

11.1带通采样定理

11.2I/Q采样技术

11.3信号处理技术在A/D转换器中的应用

11.3.1降低对抗混叠模拟滤波器的要求

11.3.2提高A/D转换器的有效量化位数

11.3.3噪声成形和Σ-Δ A/D转换器

11.4D/A转换器和补偿技术

11.5亚奈奎斯特采样与压缩感知技术简介

11.6本章小结

附录A

A.1一些数学基础补充

A.2矩阵的特征分解

A.3方程组的最小二乘解

参考文献

张旭东 分别在山东大学电子系取得理学学士学位和清华大学电子工程系取得工学硕士和博士学位，曾任香港理工大学短期副研究员一年，现任清华大学电子工程系教授，高速信号处理与网络传输研究所副所长。主要研究方向为多媒体信号处理(主要包括:数字视频压缩编码，基于内容的视频检索，数字水印技术, 无线多媒体传输中的联合调制与编码技术), 小波理论及应用，高速数字信号处理系统。

本书是经典教材的升级版，系统深入地介绍了数字信号分析和处理的原理和算法。全书由12章组成，内容系统完整、结构合理，配套丰富的习题资源。

本书系统深入地介绍了数字信号分析和处理的原理和算法。全书由12章组成。第1章是预备知识，概述了连续信号处理的基本知识和采样定理，连续信号处理的各种概念和技术对于深入地理解数字信号处理的结果是非常有帮助的. 第2~8章是全书的核心，包括离散信号与系统的表示、离散变换和快速算法、数字频谱分析、数字滤波器设计和实现、希尔伯特变换和复倒谱、多采样率处理等； 第9~12章介绍了几个与实际应用更加密切的专题，包括有限字长效应、带通采样和I/Q采样技术、数字处理提高A/D和D/A性能、自适应滤波器和数字信号处理系统实现技术等。