MATLAB信號處理（第2版）

部分  MATLAB基礎(chǔ)知識
第1章  初識MATLAB3
1.1  工作環(huán)境
1.1.1  操作界面簡介
1.1.2  命令行窗口
1.1.3  命令歷史記錄窗口
1.1.4  當(dāng)前文件夾窗口和路徑管理
1.1.5  搜索路徑
1.1.6  工作區(qū)窗口和數(shù)組編輯器
1.1.7  變量的編輯命令
1.1.8  存取數(shù)據(jù)文件
1.2  幫助系統(tǒng)
1.2.1  純文本幫助
1.2.2  幫助導(dǎo)航
1.2.3  示例幫助
1.3  本章小結(jié)
第2章  MATLAB基礎(chǔ)
2.1  基本概念
2.1.1  數(shù)據(jù)類型概述
2.1.2  整數(shù)類型
2.1.3  浮點(diǎn)數(shù)類型
2.1.4  常量與變量
2.1.5  標(biāo)量、向量、矩陣與數(shù)組
2.1.6  字符型數(shù)據(jù)
2.1.7  運(yùn)算符
2.1.8  復(fù)數(shù)
2.1.9  無窮量和非數(shù)值量
2.2  向量
2.2.1  向量的生成
2.2.2  向量的加減和數(shù)乘運(yùn)算
2.2.3  向量的點(diǎn)積和叉積運(yùn)算
2.3  數(shù)組
2.3.1  數(shù)組的創(chuàng)建和操作
2.3.2  數(shù)組的常見運(yùn)算
2.4  矩陣
2.4.1  矩陣生成
2.4.2  向量的生成
2.4.3  矩陣加減運(yùn)算
2.4.4  矩陣乘法運(yùn)算
2.4.5  矩陣的除法運(yùn)算
2.4.6  矩陣的分解運(yùn)算
2.5  字符串
2.5.1  字符串變量與一維字符數(shù)組
2.5.2  對字符串的多項(xiàng)操作
2.5.3  二維字符數(shù)組
2.6  符號
2.6.1  符號表達(dá)式的生成
2.6.2  符號矩陣
2.6.3  常用符號運(yùn)算
2.7  關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算
2.7.1  關(guān)系運(yùn)算
2.7.2  邏輯運(yùn)算
2.7.3  常用函數(shù)
2.8  復(fù)數(shù)
2.8.1  復(fù)數(shù)和復(fù)矩陣的生成
2.8.2  復(fù)數(shù)的運(yùn)算
2.9  數(shù)據(jù)類型間的轉(zhuǎn)換
2.10  本章小結(jié)
第3章  程序設(shè)計(jì)
3.1  MATLAB編程概述
3.1.1  編輯器窗口
3.1.2  編程原則
3.2  M文件和函數(shù)
3.2.1  M文件
3.2.2  匿名函數(shù)
3.2.3  主函數(shù)與子函數(shù)
3.2.4  重載函數(shù)
3.2.5  eval、feval函數(shù)
3.2.6  內(nèi)聯(lián)函數(shù)
3.2.7  向量化和預(yù)分配
3.2.8  函數(shù)參數(shù)傳遞
3.3  程序控制
3.3.1  分支控制語句
3.3.2  循環(huán)控制語句
3.3.3  其他控制語句
3.4  程序調(diào)試和優(yōu)化
3.4.1  程序調(diào)試命令
3.4.2  常見錯(cuò)誤類型
3.4.3  效率優(yōu)化
3.4.4  內(nèi)存優(yōu)化
3.5  本章小結(jié)
第4章  圖形繪制
4.1  數(shù)據(jù)圖像繪制簡介
4.1.1  離散數(shù)據(jù)可視化
4.1.2  連續(xù)函數(shù)可視化
4.2  二維繪圖
4.2.1  二維圖形繪制
4.2.2  二維圖形的修飾
4.2.3  子圖繪制法
4.2.4  二維繪圖的經(jīng)典應(yīng)用
4.3  三維繪圖
4.3.1  三維繪圖函數(shù)
4.3.2  隱藏線的顯示和關(guān)閉
4.3.3  三維繪圖的實(shí)際應(yīng)用
4.4  特殊圖形繪制
4.4.1  繪制特殊二維圖形
4.4.2  繪制特殊三維圖形
4.5  本章小結(jié)
第二部分  信號處理理論
第5章  信號處理基礎(chǔ)
5.1  離散時(shí)間信號的概念
5.1.1  序列的定義
5.1.2  采樣定理
5.2  典型離散時(shí)間序列
5.2.1  單位沖激序列
5.2.2  單位階躍序列
5.2.3  矩形序列
5.2.4  正弦序列
5.2.5  實(shí)指數(shù)序列
5.2.6  復(fù)指數(shù)序列
5.2.7  周期序列
5.3  信號基本運(yùn)算
5.3.1  序列相加與相乘
5.3.2  序列值累加與乘積
5.3.3  序列翻轉(zhuǎn)與移位
5.3.4  連續(xù)信號的尺度變換
5.3.5  連續(xù)信號的奇偶分解
5.3.6  信號的積分和微分
5.3.7  卷積運(yùn)算
5.4  信號波形的產(chǎn)生
5.4.1  隨機(jī)信號函數(shù)
5.4.2  方波函數(shù)
5.4.3  非周期方波函數(shù)
5.4.4  三角波函數(shù)
5.4.5  非周期三角波函數(shù)
5.4.6  sinc函數(shù)
5.4.7  diric函數(shù)
5.4.8  高斯調(diào)制正弦脈沖信號函數(shù)
5.4.9  沖激串函數(shù)
5.4.10  線性調(diào)頻函數(shù)
5.4.11  高斯單脈沖函數(shù)
5.5  線性連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析
5.5.1  零狀態(tài)與零輸入的求解分析
5.5.2  數(shù)值求解
5.5.3  沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)分析
5.5.4  卷積求解
5.6  離散時(shí)間系統(tǒng)
5.6.1  離散時(shí)間系統(tǒng)概述
5.6.2  離散時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)
5.6.3  離散時(shí)間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)
5.6.4  離散時(shí)間信號的卷積和運(yùn)算
5.6.5  離散時(shí)間系統(tǒng)模型
5.6.6  離散系統(tǒng)模型變換
5.7  本章小結(jié)
第6章  信號變換
6.1  Z變換概述
6.1.1  Z變換的定義
6.1.2  Z變換的收斂域
6.1.3  Z逆變換
6.1.4  Z變換的性質(zhì)
6.2  離散系統(tǒng)中的Z域描述
6.2.1  離散系統(tǒng)函數(shù)頻域分析
6.2.2  離散系統(tǒng)函數(shù)零點(diǎn)分析
6.2.3  離散系統(tǒng)差分函數(shù)求解
6.3  傅里葉變換概述
6.3.1  傅里葉級數(shù)和傅里葉變換
6.3.2  周期序列的離散傅里葉級數(shù)
6.3.3  離散傅里葉變換
6.3.4  離散傅里葉變換的性質(zhì)
6.4  頻率域采樣
6.4.1  頻率響應(yīng)的混疊失真
6.4.2  頻譜泄漏
6.4.3  柵欄效應(yīng)
6.4.4  頻率分辨率
6.5  快速傅里葉變換
6.5.1  直接計(jì)算DFT的問題及改進(jìn)途徑
6.5.2  基2時(shí)分的FFT算法
6.5.3  基2頻分的FFT算法
6.5.4  快速傅里葉變換函數(shù)
6.6  離散余弦變換
6.6.1  一維離散余弦變換
6.6.2  二維離散余弦變換
6.6.3  離散余弦變換函數(shù)
6.7  Chirp Z變換
6.8  本章小結(jié)
第7章  IIR濾波器設(shè)計(jì)205
7.1  數(shù)字濾波器概述205
7.1.1  濾波器的原理205
7.1.2  濾波器的分類206
7.1.3  數(shù)字濾波器表達(dá)方式207
7.1.4  濾波函數(shù)207
7.2  IIR濾波器結(jié)構(gòu)212
7.2.1  直接型212
7.2.2  級聯(lián)型215
7.2.3  并聯(lián)型220
7.3  模擬濾波器原型設(shè)計(jì)225
7.3.1  巴特沃斯濾波器226
7.3.2  切比雪夫Ⅰ型濾波器234
7.3.3  切比雪夫II型濾波器238
7.3.4  橢圓濾波器243
7.4  模擬濾波器頻率變換246
7.4.1  低通到低通246
7.4.2  低通到高通249
7.4.3  低通到帶通251
7.4.4  低通到帶阻253
7.5  IIR濾波器的頻率變換255
7.5.1  頻率移位變換255
7.5.2  實(shí)低通到實(shí)低通258
7.5.3  實(shí)低通到實(shí)高通259
7.5.4  低通到帶通260
7.5.5  低通到帶阻262
7.5.6  低通到多帶265
7.5.7  低通到多點(diǎn)268
7.5.8  復(fù)帶通到復(fù)帶通271
7.6  模擬濾波器的離散化272
7.6.1  沖激響應(yīng)不變法272
7.6.2  雙線性變換法276
7.7  頻率響應(yīng)函數(shù)282
7.8  本章小結(jié)285
第8章  FIR濾波器設(shè)計(jì)286
8.1  FIR濾波器的結(jié)構(gòu)286
8.1.1  直接型結(jié)構(gòu)286
8.1.2  級聯(lián)型結(jié)構(gòu)287
8.1.3  頻率采樣型結(jié)構(gòu)288
8.1.4  快速卷積型結(jié)構(gòu)293
8.2  線性相位FIR濾波器的特性293
8.2.1  相位條件293
8.2.2  線性相位FIR濾波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)294
8.2.3  線性相位FIR濾波器的零點(diǎn)特性302
8.3  窗函數(shù)法設(shè)計(jì)FIR濾波器304
8.3.1  窗函數(shù)的基本原理304
8.3.2  矩形窗305
8.3.3  三角窗307
8.3.4  漢寧窗308
8.3.5  海明窗310
8.3.6  布萊克曼窗313
8.3.7  巴特窗315
8.3.8  凱塞窗317
8.3.9  窗函數(shù)設(shè)計(jì)法318
8.3.10  濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)320
8.4  頻率采樣的FIR濾波器設(shè)計(jì)327
8.4.1  設(shè)計(jì)方法327
8.4.2  誤差設(shè)計(jì)328
8.5  FIR濾波器的設(shè)計(jì)331
8.5.1  均方誤差小化準(zhǔn)則331
8.5.2  誤差小化準(zhǔn)則331
8.5.3  切比雪夫一致逼近331
8.5.4  約束小二乘法334
8.6  FIR濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)335
8.6.1  firpm函數(shù)335
8.6.2  firpmord函數(shù)336
8.6.3  cfirpm函數(shù)337
8.6.4  firls函數(shù)339
8.6.5  fircls函數(shù)340
8.6.6  fircls1函數(shù)341
8.6.7  sgolay函數(shù)342
8.7  本章小結(jié)343
第9章  其他濾波器344
9.1  維納濾波器344
9.1.1  理論基礎(chǔ)344
9.1.2  MATLAB實(shí)現(xiàn)345
9.2  卡爾曼濾波器348
9.2.1  理論基礎(chǔ)348
9.2.2  MATLAB實(shí)現(xiàn)349
9.3  自適應(yīng)濾波器350
9.3.1  理論基礎(chǔ)351
9.3.2  MATLAB實(shí)現(xiàn)351
9.4  格型濾波器353
9.4.1  全零點(diǎn)格型濾波器354
9.4.2  全極點(diǎn)格型濾波器356
9.4.3  零極點(diǎn)的格型結(jié)構(gòu)356
9.5  線性預(yù)測濾波器358
9.5.1  AR模型358
9.5.2  MA模型363
9.5.3  ARMA模型365
9.6  本章小結(jié)368
第10章  隨機(jī)信號處理369
10.1  隨機(jī)信號處理基礎(chǔ)369
10.1.1  時(shí)域統(tǒng)計(jì)描述369
10.1.2  平穩(wěn)隨機(jī)序列及其數(shù)字特征371
10.1.3  平穩(wěn)隨機(jī)序列的功率譜372
10.1.4  隨機(jī)信號處理函數(shù)373
10.2  非參數(shù)估計(jì)法378
10.2.1  周期圖法378
10.2.2  修正周期圖法380
10.2.3  Welch法382
10.2.4  多窗法386
10.2.5  基于經(jīng)典譜估計(jì)的系統(tǒng)辨識388
10.3  參數(shù)估計(jì)法391
10.3.1  Yule-Walker法391
10.3.2  Burg法393
10.3.3  協(xié)方差和修正協(xié)方差法396
10.4  子空間法397
10.5  本章小結(jié)399
第11章  小波信號分析400
11.1  小波分析概述400
11.1.1  小波變換與傅里葉變換的比較400
11.1.2  多分辨分析402
11.1.3  小波變換403
11.1.4  小波包分析406
11.1.5  幾種常用的小波407
11.2  信號的重構(gòu)409
11.2.1  idwt函數(shù)409
11.2.2  wavedec函數(shù)410
11.2.3  upcoef函數(shù)411
11.2.4  upwlev函數(shù)412
11.2.5  wrcoef函數(shù)413
11.2.6  wprec函數(shù)414
11.2.7  wprcoef 函數(shù)414
11.3  提升小波變換用于信號處理415
11.4  信號去噪422
11.4.1  信號閾值去噪422
11.4.2  常用的去噪函數(shù)423
11.5  小波變換在信號處理中的應(yīng)用427
11.5.1  分離信號的不同成分428
11.5.2  識別信號的頻率區(qū)間與發(fā)展趨勢431
11.5.3  圖像信號的局部壓縮432
11.5.4  數(shù)字水印應(yīng)用434
11.6  本章小結(jié)436
第三部分  信號處理實(shí)踐
第12章  語音信號處理439
12.1  語音信號產(chǎn)生的過程439
12.2  語音信號產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型440
12.2.1  激勵(lì)模型440
12.2.2  聲道模型441
12.2.3  輻射模型442
12.2.4  數(shù)字化和預(yù)處理442
12.3  語音信號分析和濾波處理445
12.3.1  語音信號的采集445
12.3.2  語音信號的讀入與打開445
12.3.3  語音信號分析446
12.3.4  含噪語音信號的合成447
12.3.5  濾波器的設(shè)計(jì)449
12.4  語音信號處理中的小波變換456
12.4.1  語音信號增強(qiáng)457
12.4.2  語音信號壓縮458
12.5  本章小結(jié)459
第13章  通信信號處理460
13.1  幅度調(diào)制460
13.1.1  DSB-AM調(diào)制460
13.1.2  普通AM調(diào)制461
13.1.3  SSB-AM調(diào)制462
13.1.4  殘留邊帶幅度調(diào)制464
13.2  角度調(diào)制464
13.3  數(shù)字調(diào)制466
13.3.1  FSK調(diào)制466
13.3.2  PSK調(diào)制467
13.3.3  QAM調(diào)制468
13.4  自適應(yīng)均衡470
13.4.1  遞推小二乘算法470
13.4.2  盲均衡算法472
13.5  本章小結(jié)475
第14章  雷達(dá)信號處理476
14.1  雷達(dá)基本原理概述476
14.2  雷達(dá)的用途476
14.2.1  雙/多基達(dá)477
14.2.2  相控陣?yán)走_(dá)477
14.2.3  寬帶/超寬帶雷達(dá)477
14.2.4  合成孔徑雷達(dá)477
14.2.5  毫米波雷達(dá)478
14.2.6  激光雷達(dá)478
14.3  線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)仿真478
14.3.1  匹配濾波器478
14.3.2  線性調(diào)頻信號479
14.3.3  相位編碼信號481
14.3.4  噪聲和雜波的產(chǎn)生482
14.3.5  雜波建模485
14.4  動(dòng)目標(biāo)的顯示與檢測489
14.5  本章小結(jié)494
第15章  信號處理工具495
15.1  SPTool工具495
15.2  濾波器設(shè)計(jì)器499
15.3  信號分析工具503
15.4  本章小結(jié)506
參考文獻(xiàn)507