正版新书--全相位数字信号处理方法及MATLAB实现 苏飞, 张楷亮, 曹继华著 机械工业 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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苏飞，张楷亮，曹继华著 著

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• 曹继华

店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111482338

商品编码：29481808422

包装：平装

出版时间：2014-12-01

基本信息

书名：全相位数字信号处理方法及MATLAB实现

定价：59.80元

作者：苏飞, 张楷亮, 曹继华著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-12-01

ISBN：9787111482338

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统地介绍全相位处理数字信号的系统组成、基本概念、基本原理、分析和设计方法，共10章，内容包括：绪论、全相位理论基础、基于全相位的窗函数设计、正交域全相位变换、二维全相位变换、基于W-O的谱分析、设计滤波器组的全相位方法、设计模板的全相位方法、基于W-O的自适应信号处理、全相位处理的Simulink仿真。本书中的理论证明过程简明扼要，注重设计实践，实验均通过MATLAB进行算法设计和Simulink仿真验证，且提供源码程序。本书可作为高等学校工科电子信息工程、计算机科学与技术、信号与信息处理等类各专业研究生参考资料，也适合高年级本科生阅读，也可作为电子与电气、自动控制类科研人员和工程技术人员的参考书。

目录

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前言
章 绪论
1.1 全相位滤波方法
1.1.1 截断引入的误差
1.1.2 FIR滤波器的频率泄漏
1.1.3 图像分块处理造成的马赛克现象
1.1.4 全相位法解决截断误差
1.2 全相位滤波理论的发展现状
1.3 MATLAB在信号处理中的应用
1.4 本书的主要内容
1.5 本书的主要特点
第2章 全相位理论基础
2.1 FIR数字滤波器设计方法
2.1.1 常规法
2.1.2 窗函数法
2.1.3 频率抽样法
2.1.4 切比雪夫逼近法
2.1.5 其他方法
2.2 全相位数字滤波器
2.2.1 DFT域无窗全相位数字滤波器
2.2.2 DFT域单窗全相位数字滤波器
2.2.3 DFT域双窗全相位数字滤波器
2.3 全相位数字滤波器特性
2.4 应用举例
2.4.1 基于ap的信号滤波
2.4.2 边界拓展
2.4.3 噪声多带分解
2.5 小结
第3章 基于全相位的窗函数设计
3.1 滤波器设计中的窗函数
3.1.1 窗的作用
3.1.2 传统窗特性
3.1.3 apDW频率取样误差分析
3.2 基于LMS准则的基窗设计算法
3.3 基于矩形二叉分解的基窗设计
3.4 小二乘基窗设计算法
3.5 小结
第4章 正交域全相位变换
4.1 正交变换域
4.1.1 一维变换的正交基
4.1.2 沃尔什正交基
4.1.3 余弦正交基
4.1.4 其他正交变换
4.1.4.1 哈达玛变换
4.1.4.2 数论变换
4.1.4.3 卡-洛变换
4.2 变换域全相位滤波器设计
4.2.1 DCT域全相位滤波器
4.2.2 DWT域全相位滤波器
4.2.3 变换域全相位信号处理
4.3 小结
第5章 二维全相位变换
5.1 二维线性系统
5.2 二维变换正交基
5.2.1 二维傅里叶变换
5.2.2 二维沃尔什和哈达玛变换
5.2.3 二维正弦变换
5.3 二维全相位信号处理
5.4 二维DFT全相位
5.5 二维DCT／DWT全相位
5.6 二维全相位信号处理特性
5.7 小结
第6章 基于W-O的谱分析
6.1 谱估计的一般理论
6.1.1 经典功率谱估计
6.1.1.1 直接法
6.1.1.2 间接法
6.1.1.3 直接法的改进
6.1.2 现代功率谱估计
6.1.2.1 参数模型法
6.1.2.2 谱估计存在的问题
6.2 全相位谱估计
6.2.1 基于W-O算法的谱估计
6.2.2 W-O谱分析在信号检测中的应用
6.3 小结
第7章 设计滤波器组的全相位方法
7.1 抽取和内插
7.1.1 一维信号分析
7.1.2 二维信号分析
7.2 滤波器组
7.2.1 双通道正交镜像滤波器组(2QMFB)
7.2.2 2QMFB完全重建系统
7.2.3 全相位半带滤波器设计
7.2.4 全相位半带滤波器的谱分解
7.3 图像子带分解
7.4 全相位2QMF多分辨率实验
7.4.1 一维信号分解与重构
7.4.2 二维信号分解与重构
7.5 小结
第8章 设计模板的全相位方法
8.1 模板设计理论
8.1.1 基于二维沃尔什变换内插模板
8.1.2 基于二维傅里叶变换内插模板
8.1.3 基于二维DCT变换内插模板
8.2 亚奈取样图像的二维谱分析
8.2.1 二维列率谱分析
8.2.2 二维频谱分析
8.3 全相位内插模板设计
8.3.1 沃尔什内插模板
8.3.2 傅里叶内插模板
8.4 传统插值算法
8.4.1 理想内插
8.4.2 近邻域插值
8.4.3 双线性内插
8.4.4 B样条内插
8.4.5 立方卷积内插
8.4.6 小波内插
8.5 全相位插值算法
8.5.1 Ⅰ型全相位插值
8.5.2 Ⅱ型全相位插值
8.6 图像内插实验
8.7 小结
第9章 基于W-O的自适应信号处理
9.1 引言
9.2 自适应滤波器概述
9.2.1 佳滤波准则
9.2.2 自适应滤波器的应用
9.2.3 自适应滤波算法
9.3 传统自适应算法
9.3.1 小均方滤波算法
9.3.2 陡下降法
9.3.3 小均方LMS算法
9.4 时域加权重叠LMS算法(WO-LMS)
9.5 变换域加权重叠LMS算法(WO-TLMS)
9.6 WO-LMS在自适应辨识中的应用
9.7 WO-LMS在自适应除噪中的应用
9.8 小结
0章 全相位处理的Simulink仿真
10.1 MATLAB简介
10.1.1 数值计算
10.1.2 图形功能
10.1.3 工具箱
10.2 Simulink仿真
10.2.1 Simulink简介
10.2.2 Simulink中的白噪声分析
10.2.3 基于小波的数字信号处理
10.3 全相位滤波器仿真
10.4 小结
附录
附录A 矩阵谱证明
附录B 多相分解
附录C 几种特殊的滤波器
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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探索数字信号处理的奥秘：从理论到实践的深度解析 本书旨在为读者提供一套全面、深入的数字信号处理（DSP）知识体系，并辅以MATLAB这一强大而灵活的工具进行实践演示。我们力求构建一座连接理论与应用的桥梁，让读者不仅理解DSP的核心概念，更能掌握将其应用于实际工程问题的方法。本书内容涵盖了数字信号处理的方方面面，从基础的信号表示和系统分析，到复杂的滤波设计和变换技术，再到实际应用场景的案例分析，层层递进，由浅入深。 第一部分：数字信号处理基础 我们将从最根本的开始，介绍数字信号的定义、特性以及它与模拟信号的区别。数字信号是离散的，体现在时间和幅度上，这使得计算机能够对其进行精确的运算和处理。我们将深入探讨采样定理，这是数字信号处理的基石，理解奈奎斯特-香农采样定理对于避免混叠至关重要。随后，我们将介绍量化和编码的概念，这是将连续的模拟信号转换为数字信号的关键步骤。 接着，我们将进入数字信号的处理系统。我们将详细讲解线性时不变（LTI）系统的概念，这是DSP中最核心的系统模型。通过分析系统的冲激响应和卷积运算，我们将揭示LTI系统如何响应输入信号。本书将详细推导和解释卷积定理，并展示如何使用MATLAB来计算离散卷积，从而直观地理解系统的动态行为。 第二部分：数字滤波器的设计与实现 滤波是数字信号处理中最常见也最重要的应用之一。本书将系统地介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器以其高效率而闻名，在实现相同性能指标的情况下，通常比FIR滤波器具有更低的阶数。我们将详细介绍IIR滤波器的基本结构，包括直接型、级联型和并联型。重点将放在巴特沃斯、切比雪夫（I型和II型）以及椭圆滤波器等经典IIR滤波器设计方法的原理和步骤。我们将展示如何利用MATLAB的滤波器设计函数（如`butter`、`cheby1`、`cheby2`、`ellip`）来生成滤波器系数，并进一步讲解如何将这些系数应用于实际的滤波器结构中，包括直接II型、级联II型和并联II型结构。此外，我们还将讨论IIR滤波器设计中的一些挑战，例如稳定性问题和相位失真。 FIR滤波器以其线性相位特性而受到青睐，这在许多应用中（如图像处理和语音信号处理）至关重要。我们将详细介绍FIR滤波器的基本特性，特别是其有限的冲激响应。我们将深入探讨FIR滤波器设计的主要方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）和频率采样法。我们将详细讲解各种窗函数的优缺点，以及它们如何影响滤波器的频率响应和过渡带宽度。对于频率采样法，我们将阐述其原理和实现步骤。本书还将介绍最优FIR滤波器设计方法，例如Parks-McClellan算法，它能以最小的滤波器阶数实现最优的逼近性能。所有这些设计方法都将伴随详尽的MATLAB代码示例，演示如何生成FIR滤波器系数，以及如何在时域和频域验证滤波器的性能。 第三部分：傅里叶变换及其在DSP中的应用 傅里叶变换是理解和分析信号频率成分的强大工具。本书将从离散时间傅里叶变换（DTFT）开始，讲解其原理和意义，并在此基础上引入离散傅里叶变换（DFT）。我们将详细推导DFT的计算方法，并重点介绍快速傅里叶变换（FFT）算法。FFT算法极大地提高了DFT的计算效率，使其在实际应用中成为可能。 我们将深入探讨FFT在各种DSP任务中的应用。这包括： 频谱分析： 利用FFT分析信号的频率成分，识别信号的周期性、谐波以及噪声。我们将演示如何使用MATLAB的`fft`函数和相关的绘图工具来观察信号的频谱。 卷积的实现： FFT提供了另一种高效实现卷积的方法，即利用卷积定理。我们将详细介绍基于FFT的卷积算法（Overlap-Add和Overlap-Save），并展示其在MATLAB中的实现。这种方法在处理长序列的卷积时具有显著的优势。 功率谱密度估计： 介绍周期图法和Welch法等估计信号功率谱密度的方法，这对于分析随机信号的频率特性非常重要。 其他应用： 简要提及FFT在解调、相关分析等其他DSP领域的应用。 第四部分：现代数字信号处理技术 除了传统的DSP技术，本书还将介绍一些更先进和现代的DSP方法。 自适应信号处理是本书的一个重要组成部分。我们将深入介绍自适应滤波器的工作原理，以及它们如何根据输入信号的统计特性动态调整自身的滤波器系数。我们将重点介绍最小均方（LMS）算法及其变种，如归一化LMS（NLMS）算法。我们将详细解析这些算法的收敛性、收敛速度和稳健性，并提供MATLAB实现示例，展示自适应滤波器在噪声消除、回声消除和信道均衡等实际问题中的强大能力。 多速率信号处理是另一个关键领域。我们将介绍信号采样率的改变，包括抽取（decimation）和插值（interpolation）。我们将详细讲解抽取和插值滤波器设计的要求和实现方法，并展示多速率系统在信号压缩、变带宽处理和软件无线电等领域的应用。 小波变换作为一种强大的信号分析工具，也将被纳入本书的讨论范畴。我们将介绍小波变换的基本思想，以及它与傅里叶变换的区别和优势。我们将解释不同类型的小波基函数，并展示小波变换在信号去噪、特征提取和图像压缩等方面的应用。 第五部分：MATLAB在数字信号处理中的实践 贯穿全书，MATLAB的实际应用将是我们讲解的重要组成部分。本书将提供大量精心设计的MATLAB代码示例，覆盖本书介绍的各种理论概念和算法。这些示例不仅是理论的直观演示，更是读者动手实践的起点。我们将引导读者如何利用MATLAB的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来： 生成各种类型的数字信号（正弦波、方波、噪声等）。 设计和实现FIR和IIR滤波器。 进行频谱分析和功率谱密度估计。 实现FFT相关的算法。 设计和仿真自适应滤波器。 进行多速率信号处理。 实现小波变换。 我们将注重代码的清晰性、可读性和实用性，并提供详细的注释，帮助读者理解每一行代码的功能。本书还将引导读者如何使用MATLAB进行仿真实验，验证理论模型的准确性，并探索不同参数对系统性能的影响。 总结与展望 本书通过理论讲解、原理推导和MATLAB实践相结合的方式，力求为读者构建一个完整、深入且实用的数字信号处理知识体系。无论您是初学者，还是希望深入研究DSP的工程师和研究人员，本书都将是您宝贵的参考资料。我们希望通过本书，激发您对数字信号处理领域的兴趣，并赋予您解决实际工程问题的能力。数字信号处理技术在通信、医疗、音频、视频、控制等众多领域都扮演着至关重要的角色，掌握这门技术将为您在未来的职业发展中带来无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书从包装上来看，就透着一股“硬核”的味道，厚实的书脊，精美的印刷，完全符合一本技术专著应有的姿态。拿到手中，沉甸甸的，预示着里面蕴含的知识量绝对不小。我之前接触过不少数字信号处理方面的教材，但“全相位”这个概念，我还是头一次见到如此专门论述的书籍。这让我对它的独特性和前沿性充满了期待。我个人对那些能够将复杂数学原理用通俗易懂的方式解释清楚，并结合实际案例进行讲解的作者，总是格外推崇。从作者阵容来看，几位老师都来自工业界或高校，相信他们能带来更贴近实际应用的视角。我非常关注书中在“全相位”概念的引入和定义部分，希望能有清晰的数学描述和物理意义的解释，而不是仅仅停留在概念的层面。而且，对于“MATLAB实现”的部分，我希望作者能够提供高质量的代码，并且对代码的每一部分都进行详细的注释，解释其功能和背后的逻辑。这样，即便是初学者，也能通过阅读和运行代码，逐步理解和掌握全相位信号处理的精髓。这本书的出现，感觉填补了我学习过程中的一块空白，让我能够更全面地深入数字信号处理的海洋。

评分☆☆☆☆☆

终于收到了这本书，虽然还没来得及深入研读，但粗略翻看下来，给我最直观的感受是它的理论深度与实践结合的程度。这本书的封面设计简洁而专业，一看就知道是出自严谨的学术机构。打开扉页，作者信息一目了然，苏飞、张楷亮、曹继华这几位老师的名字，在我心中本身就代表着权威性。机械工业出版社的出品，也一直是质量的保证。我尤其期待的是书中关于“全相位”的阐述，这部分内容在传统的DSP领域相对较少提及，但其在信号分析、系统辨识等方面有着重要的理论价值和潜在的应用前景。书中提到会结合MATLAB进行实现，这一点对于我们这些需要将理论转化为实际操作的研究者和工程师来说，简直是福音。很多时候，理论的枯燥在于其抽象性，而MATLAB的引入，无疑为理解和掌握这些复杂的算法提供了一个直观且可操作的平台。我希望书中能有详实的算法推导过程，以及清晰的代码示例，这样才能真正地将“全相位”的精髓融会贯通。毕竟，光有概念是远远不够的，能够动手实现，解决实际问题，才是学习DSP的终极目标。从目录的编排来看，似乎涵盖了从基础理论到高级应用的多个层面，这让我对它的整体结构和内容深度充满了好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体风格，从它的书名和作者信息来看，就充满了学术严谨性和工程实践性。我对“全相位”这个概念，一直充满好奇，它似乎隐藏着更深层次的信号信息。我希望书中能够清晰地阐述“全相位”的定义，以及其在信号的表示和分析上所带来的优势。例如，它是否能提供比传统相位更精确的信号定位信息？或者在噪声环境下，它是否能有更好的鲁棒性？这些都是我非常想在书中找到答案的问题。MATLAB的实现，对我这样一名正在努力提升DSP技能的学习者来说，是极大的福音。我希望书中不仅能提供算法的代码，还能有详细的说明，解释算法的每一步是如何工作的，以及参数的含义。如果书中能包含一些对比实验，比如将“全相位”方法与传统方法在相同数据集上的表现进行比较，那将更有说服力。我尤其看重书籍内容的原创性和深度，希望这本书能够提供一些作者团队在“全相位”领域最新的研究成果和独特见解，而不是对已有知识的简单整合。这是一本有望让我对DSP有更深入理解的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，让我眼前一亮。在浩如烟海的DSP文献中，能有一本如此聚焦于“全相位”的专著，实属难得。我一直认为，DSP的魅力在于其理论的严谨性和应用的广泛性，而“全相位”无疑是其中一个相对独立且富有挑战性的分支。从书名来看，作者们显然在这方面有着深入的研究和独到的见解。我特别期待书中能够详细阐述“全相位”的数学基础，以及它与传统相位表示法在信号分析和处理上的根本区别。同时，我也希望书中能够提供一些具体的应用案例，比如在雷达信号处理、医学影像分析、或者通信系统中，“全相位”技术是如何发挥其独特作用的。MATLAB的集成，更是让这本书增添了极大的吸引力。我希望书中提供的MATLAB代码不仅能够正确运行，而且能够具有良好的可读性和可扩展性，方便读者在原有代码的基础上进行二次开发和创新。从作者的背景来看，几位老师都是在各自领域有所建树的专家，相信他们能够为我们带来最前沿、最实用的知识。这本书的出版，无疑为我们学习和研究“全相位”DSP提供了一个宝贵的资源。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在看到这本书的名字时，我脑海里立刻涌现出了无数关于信号处理的经典理论和算法。但“全相位”这个词，对我来说，无疑是一个全新的概念。在DSP领域，我们通常讨论的是幅度和相位，而“全相位”似乎指向了一个更深层次、更精细的信号特征。这让我对书中将要介绍的理论产生了浓厚的兴趣。我希望这本书能够不仅仅是罗列公式，而是能够通过生动的比喻和直观的图示，帮助读者理解“全相位”的由来和意义。特别期待书中能有对比分析，例如与传统相位表示法的区别和优势，这样能让读者更好地认识到“全相位”的独特价值。此外，MATLAB的加入，是这本书最大的亮点之一。很多DSP的书籍，虽然理论扎实，但在实际操作层面往往显得不足，而这本书能够结合MATLAB实现，这无疑大大降低了学习门槛，也提高了学习的效率。我希望书中提供的MATLAB代码能够做到“拿来即用”，并且有详尽的说明，让读者能够真正地通过实践来巩固理论知识。总而言之，这是一本值得我投入大量时间和精力去钻研的书籍。