MATLAB數位信號處理

數位訊號處理是由通訊理論和計算機科學交集而快速發展的一門學理，如今已被廣泛應用在通訊與電子工程、航太工程、生物醫學、多媒體等諸多的領域，成為推動現代化社會和科技發展最重要的應用技術之一。此學科以演算法為核心，雖然有豐富的理論，但概念較為抽象，故理論推導時需要較深的數學基礎，否則於對這門課程的理解和掌握上會有一定的困難。
本書介紹在數位訊號處理方面的應用，把抽象的理論經過實例於以具體化，主要內容包含的基礎知識以及常用的數位訊號處理工具、離散時間訊號及其運算、離散時間訊號之頻域分析、離散時間系統和轉換、數位濾波器結構、數位濾波器設計、數位濾波器設計、多速率數位訊號處理、基於之通信訊號處理、基於之語音訊號處理、以及基於之影像訊號處理。最後以由淺入深的方式，介紹數位訊號處理的基本理論和方法，並配合具有代表性的實例說明在數位訊號處理中的應用。 本書特色:‧涵蓋層面廣，極具參考性
結合現代通信、影像及語音處理

‧程式編輯整合
專為訊號處理、通信工程、自動控制
研發人員及學生編寫

序
前言

第1章 基礎知識導論
1.1 MATLAB 7.0語言簡介
1.1.1 MATLAB 7.0語言特色
1.1.2 MATLAB 7.0介面環境
1.1.3 M檔案介紹
1.2 MATLAB基本程式控制指令
1.2.1 循序指令
1.2.2 平行指令
1.3 數位訊號處理常用的MATLAB函數
1.3.1 波形產生函數
1.3.2 傅利葉轉換函數
1.3.3 濾波器分析與實際函數
1.4 數位訊號處理GUI庫
1.4.1 濾波器設計分析工具FDATool
1.4.2 濾波器設計分析訊號分析工具SPTool
1.5 上機實驗
1.6 習題

第2章 離散時間訊號與其計算
2.1 離散時間訊號的概念及MATLAB表示
2.1.1 離散時間訊號的概念
2.1.2 離散時間訊號的MATLAB表示
2.2 幾種典型離散時間訊號的MATLAB生成
2.2.1 單位脈衝序列
2.2.2 單位步階序列
2.2.3 單位矩形序列
2.2.4 正弦序列
2.2.5 複指數序列
2.3 以MATLAB實現離散時間訊號的基本計算
2.3.1 序列相加和相乘
2.3.2 序列翻轉
2.3.3 序列移位
2.3.4 序列尺度轉換
2.3.5 序列週期延伸
2.3.6 序列對稱分解
2.3.7 序列循環移位
2.4 離散時間訊號的卷積計算及MATLAB實現
2.4.1 離散線性卷積
2.4.2 離散週期卷積
2.4.3 離散循環卷積
2.5 上機實驗
2.6 習題

第3章 離散時間訊號的頻域分析
3.1 離散時間傅利葉轉換及MATLAB實現
3.1.1 離散時間傅利葉轉換的定義及特點
3.1.2 離散時間傅利葉轉換的MATLAB實現
3.1.3 離散時間傅利葉轉換的性質
3.1.4 離散時間傅利葉轉換的對稱性質
3.2 週期性序列的離散傅利葉級數及傅利葉轉換表示
3.2.1 離散傅利葉級數
3.2.2 週期性序列的傅利葉轉換表示
3.3 離散傅利葉轉換及MATLAB實現
3.3.1 離散傅利葉轉換的定義
3.3.2 以MATLAB實現離散傅利葉轉換
3.3.3 離散傅利葉轉換的性質
3.3.4 離散傅利葉轉換的應用
3.4 頻率域取樣
3.5 快速傅利葉轉換
3.5.1 直接計算離散傅利葉轉換的問題及改進途徑
3.5.2 基2時分快速傅利葉轉換演算法
3.5.3 基2頻分快速傅利葉轉換演算法
3.5.4 快速傅利葉轉換的MATLAB實現
3.6 上機實驗
3.7 習題

第4章 離散時間系統和Z轉換
4.1 離散時間系統
4.1.1 離散時間線性非時變系統
4.1.2 離散時間線性非時變系統的性質
4.1.3 離散時間線性非時變系統的時域實現
4.2 Z轉換
4.2.1 Z轉換的定義
4.2.2 Z轉換收斂區域和序列的關係
4.2.3 Z轉換與離散時間傅利葉轉換的關係
4.2.4 Z轉換的性質
4.2.5 Z反轉換
4.3 離散時間系統的頻域分析
4.3.1 頻率響應
4.3.2 系統函數
4.3.3 離散時間線性非時變系統的因果性和穩定性在Z區域之描述
4.3.4 系統函數之零極點位置對系統特性的影響
4.4 上機實驗
4.5 習題

第5章 數位濾波器結構
5.1 數位濾波器概論
5.1.1 數位濾波器的描述
5.1.2 數位濾波器的基本網絡結構
5.1.3 數位濾波器的分類
5.2 IIR數位濾波器的結構及MATLAB實現
5.2.1 直接I型
5.2.2 直接II型
5.2.3 串聯型
5.2.4 並聯型
5.3 FIR數位濾波器的結構及MATLAB實現
5.3.1 直接型
5.3.2 串聯型
5.3.3 線性相位型
5.3.4 頻率取樣型
5.4 Lattice 結構及MATLAB實現
5.4.1 全零點Lattice結構
5.4.2 全極點Lattice結構
5.4.3 零極點ARMA系統的Lattice結構
5.5 上機實驗
5.6 習題

第6章 IIR數位濾波器設計
6.1 濾波器設計概論
6.1.1 數位濾波器的指標
6.1.2 濾波器類型的選擇
6.1.3 數位濾波器設計的基本方法
6.2 正規化模擬低通濾波器的設計及MATLAB實現
6.2.1 正規化模擬低通濾波器
6.2.2 巴特沃思低通濾波器設計
6.2.3 切比雪夫低通濾波器設計
6.2.4 橢圓低通濾波器設計
6.3 以MATLAB實現模擬濾波器的頻帶轉換
6.3.1 低通到低通的頻帶轉換
6.3.2 低通到高通的頻帶轉換
6.3.3 低通到帶通的頻帶轉換
6.3.4 低通到帶阻的頻帶轉換
6.3.5 以MATLAB實現模擬濾波器
6.4 脈衝響應不變法的IIR濾波器設計及其MATLAB實現
6.5 雙線性轉換法的IIR濾波器設計及MATLAB實現
6.6 以MATLAB實現數位濾波器
6.7 上機實驗
6.8 習題

第7章 FIR數位濾波器設計
7.1 FIR數位濾波器的特性
7.1.1 FIR數位濾波器的相位特性
7.1.2 線性相位FIR數位濾波器的振幅特性
7.1.3 線性相位FIR數位濾波器的零極點特性
7.2 常用窗函數及其MATLAB實現
7.2.1 常用窗函數
7.2.2 窗函數的MATLAB實現
7.3 窗化法設計FIR數位濾波器及其MATLAB實現
7.3.1 窗化法設計FIR數位濾波器的原理
7.3.2 FIR數位濾波器的MATLAB實現
7.3.3 FIR數位低通濾波器設計與實現
7.3.4 FIR數位高通濾波器設計與實現
7.3.5 FIR數位帶通濾波器設計與實現
7.3.6 FIR數位帶阻濾波器設計與實現
7.4 頻率取樣法設計FIR數位濾波器及其MATLAB實現
7.4.1 頻率取樣法設計FIR數位濾波器的原理
7.4.2 頻率取樣法設計FIR數位濾波器的MATLAB實現
7.4.3 頻率取樣法的改善
7.5 上機實驗
7.6 習題

第8章 多取樣率數位訊號處理
8.1 引言
8.2 基本取樣率轉換及其MATLAB實現
8.2.1 取樣法
8.2.2 内插法
8.3 取樣法和内插法的多級設計及其MATLAB實現
8.4 任意因子取樣率轉換器設計及其MATLAB實現
8.5 上機實驗
8.6 習題

第9章 基於MATLAB的通訊訊號處理
9.1 模擬調變
9.1.1 振幅調變
9.1.2 角度調變
9.2 數位調變
9.2.1 頻移鍵控調變
9.2.2 相移鍵控調變
9.2.3 正交振幅調變
9.3 自適應等化
9.3.1 遞迴最小均方法自適應等化器
9.3.2 常數模組算法盲等化器
9.3.3 分數間隔盲等化器
9.4 通訊系統的同步
9.4.1 符號同步
9.4.2 載波同步
9.5 上機實驗
9.6 習題

第10章 以MATLAB實現語音訊號處理
10.1 語音訊號處理的基礎知識
10.1.1 語音產生的過程
10.1.2 語音訊號產生的數位模型
10.2 語音訊號的時域分析
10.2.1 語音訊號的數位化和前處理
10.2.2 短時能量分析
10.2.3 短時過零分析
10.2.4 短時相關分析
10.3 語音訊號的頻域分析
10.3.1 短時傅利葉轉換
10.3.2 語音頻譜圖
10.4 語音訊號的線性預測分析
10.4.1 線性預測分析的原理
10.4.2 線性預測分析的求解
10.5 上機實驗
10.6 習題

第11章 以MATLAB實現影像訊號處理
11.1 MATLAB影像處理基礎
11.1.1 影像文件
11.1.2 影像的類型轉換
11.1.3 影像的幾何轉換
11.2 影像增強
11.2.1 影像灰階校正
11.2.2 影像平滑化
11.2.3 影像銳利化
11.3 影像轉換
11.3.1 離散傅利葉轉換
11.3.2 離散餘弦轉換
11.3.3 離散沃爾什-哈達瑪轉換
11.4 影像編碼
11.4.1 無失真影像編碼
11.4.2 有限失真影像編碼
11.5 上機實驗
11.6 習題

參考文獻