MATLAB信號處理

第一部分MATLAB基礎(chǔ)
第1章MATLAB基礎(chǔ)知識
1.1MATLAB概述
1.1.1MATLAB的發(fā)展歷程
1.1.2MATLAB系統(tǒng)
1.2MATLAB工作環(huán)境
1.2.1命令行窗口
1.2.2幫助系統(tǒng)窗口
1.2.3圖形窗口
1.2.4M文件編輯窗口
1.2.5當(dāng)前文件夾
1.2.6搜索路徑
1.3MATLAB程序控制結(jié)構(gòu)
1.3.1順序結(jié)構(gòu)
1.3.2選擇結(jié)構(gòu)
1.3.3循環(huán)結(jié)構(gòu)
1.3.4程序流程控制語句及其他常用命令
1.4變量、數(shù)值與表達(dá)式
1.4.1變量
1.4.2數(shù)值
1.4.3表達(dá)式
1.5數(shù)組與矩陣
1.5.1數(shù)組的創(chuàng)建與操作
1.5.2常見的數(shù)組運(yùn)算
1.5.3矩陣的表示
1.5.4MATLAB矩陣尋訪
1.5.5MATLAB矩陣的運(yùn)算
1.6數(shù)據(jù)分析
1.6.1平均值、中值
1.6.2數(shù)據(jù)比較
1.6.3期望
1.6.4方差
1.6.5協(xié)方差與相關(guān)系數(shù)
1.7圖形的繪制
1.7.1二維圖形的繪制
1.7.2圖形繪制和編輯
1.7.3三維圖形的繪圖
本章小結(jié)
第二部分信號處理的基本理論
第2章信號與系統(tǒng)的分析基礎(chǔ)
2.1離散時(shí)間信號的概念
2.2采樣定理
2.3離散時(shí)間序列
2.3.1單位采樣序列
2.3.2單位階躍序列
2.3.3正弦序列
2.3.4實(shí)指數(shù)序列
2.3.5復(fù)指數(shù)序列
2.3.6周期序列
2.4信號的基本運(yùn)算
2.4.1序列相加與相乘
2.4.2序列累加與序列值乘積
2.4.3序列翻轉(zhuǎn)與序列移位
2.4.4常用連續(xù)時(shí)間信號的尺度變換
2.4.5常用連續(xù)時(shí)間信號的奇偶分解
2.4.6信號的積分和微分
2.4.7卷積運(yùn)算
2.5信號波形的產(chǎn)生
2.5.1線性調(diào)頻函數(shù)與方波函數(shù)
2.5.2隨機(jī)函數(shù)與三角波函數(shù)
2.5.3rectpuls函數(shù)與diric函數(shù)
2.5.4sinc函數(shù)與tripuls函數(shù)
2.5.5gauspuls函數(shù)與pulstran函數(shù)
2.6連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析
2.6.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零狀態(tài)與零輸入響應(yīng)的求解分析
2.6.2連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)數(shù)值求解
2.6.3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)分析
2.6.4連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)卷積求解
2.7離散時(shí)間信號在MATLAB中的運(yùn)算
2.7.1離散時(shí)間系統(tǒng)
2.7.2離散時(shí)間系統(tǒng)響應(yīng)
2.7.3離散時(shí)間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)
2.7.4離散時(shí)間信號的卷積和運(yùn)算
本章小結(jié)
第3章信號的變換
3.1Z變換概述
3.1.1Z變換的定義
3.1.2Z變換的收斂域
3.2Z變換的性質(zhì)
3.2.1線性性質(zhì)
3.2.2時(shí)域的移位
3.2.3時(shí)域擴(kuò)展性
3.2.4時(shí)域卷積性質(zhì)
3.2.5微分性
3.2.6積分性
3.2.7時(shí)域求和
3.2.8初值定理
3.2.9終值定理
3.3Z反變換
3.4離散系統(tǒng)中的Z域描述
3.4.1離散系統(tǒng)函數(shù)頻域分析
3.4.2離散系統(tǒng)函數(shù)零點(diǎn)分析
3.4.3離散系統(tǒng)差分函數(shù)求解
3.5傅里葉級數(shù)和傅里葉變換
3.6周期序列的離散傅里葉級數(shù)
3.7離散的傅里葉變換
3.8離散傅里葉變換的性質(zhì)
3.8.1線性
3.8.2循環(huán)移位
3.8.3循環(huán)卷積定理
3.8.4共軛對稱性
3.9頻率域采樣
3.9.1頻率響應(yīng)的混疊失真
3.9.2頻譜泄漏
3.9.3柵欄效應(yīng)
3.9.4頻率分辨率
3.10快速傅里葉變換
3.10.1直接計(jì)算DFT的問題及改進(jìn)途徑
3.10.2基2時(shí)分的FFT算法
3.10.3基2頻分的FFT算法
3.10.4快速傅里葉變換的MATLAB實(shí)現(xiàn)
3.11離散余弦變換
3.11.1一維離散余弦變換
3.11.2二維離散余弦變換
3.11.3離散余弦函數(shù)
3.12ChirpZ變換
3.13Gabor函數(shù)
3.13.1Gabor函數(shù)定義
3.13.2Gabor函數(shù)的一般求法與解析理論
3.13.3Gabor展開
本章小結(jié)
第4章IIR濾波器的設(shè)計(jì)
4.1IIR濾波器結(jié)構(gòu)
4.1.1直接型
4.1.2級聯(lián)型
4.1.3并聯(lián)型
4.2模擬濾波器的基礎(chǔ)知識與原型設(shè)計(jì)
4.2.1巴特沃斯濾波器設(shè)計(jì)
4.2.2切比雪夫Ⅰ型濾波器設(shè)計(jì)
4.2.3切比雪夫Ⅱ型濾波器設(shè)計(jì)
4.2.4橢圓濾波器設(shè)計(jì)
4.3頻帶變換
4.3.1低通到低通的頻帶變換
4.3.2低通到高通的頻帶變換
4.3.3低通到帶通的頻帶變換
4.3.4低通到帶阻的頻帶變換
4.4沖激響應(yīng)不變法與雙線性變換法
4.5濾波器最小階數(shù)選擇
4.6濾波器設(shè)計(jì)
4.6.1濾波器設(shè)計(jì)步驟
4.6.2經(jīng)典濾波器設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
第5章FIR濾波器設(shè)計(jì)
5.1FIR濾波器的結(jié)構(gòu)
5.1.1直接型結(jié)構(gòu)
5.1.2級聯(lián)型結(jié)構(gòu)
5.1.3頻率采樣型結(jié)構(gòu)
5.1.4快速卷積型結(jié)構(gòu)
5.2線性相位FIR濾波器的特性
5.2.1相位條件
5.2.2線性相位FIR濾波器頻率響應(yīng)的特點(diǎn)
5.2.3線性相位FIR濾波器的零點(diǎn)特性
5.3常用的窗函數(shù)法FIR濾波器設(shè)計(jì)
5.3.1窗函數(shù)的基本原理
5.3.2矩形窗
5.3.3漢寧窗
5.3.4海明窗
5.3.5布萊克曼窗
5.3.6巴特窗
5.3.7凱塞窗
5.3.8窗函數(shù)設(shè)計(jì)法
5.4頻率采樣的FIR濾波器的設(shè)計(jì)
5.4.1設(shè)計(jì)的思路與約束條件
5.4.2誤差設(shè)計(jì)
5.5FIR數(shù)字濾波器的最優(yōu)設(shè)計(jì)
5.5.1均方誤差最小化準(zhǔn)則
5.5.2最大誤差最小化準(zhǔn)則
5.5.3切比雪夫最佳一致逼近
本章小結(jié)
第6章其他濾波器
6.1維納濾波器
6.2卡爾曼濾波器
6.3自適應(yīng)濾波器
6.3.1自適應(yīng)濾波器簡介
6.3.2自適應(yīng)濾波器在MATLAB中的應(yīng)用
6.4Lattice濾波器
6.4.1全零點(diǎn)Lattice濾波器
6.4.2全極點(diǎn)Lattice濾波器
6.4.3零極點(diǎn)的Lattice結(jié)構(gòu)
6.5線性預(yù)測濾波器
6.5.1AR模型
6.5.2MA模型
6.5.3ARMA模型
本章小結(jié)
第7章隨機(jī)信號處理
7.1隨機(jī)信號處理基礎(chǔ)
7.1.1隨機(jī)信號的簡介與時(shí)域統(tǒng)計(jì)描述
7.1.2平穩(wěn)隨機(jī)序列及其數(shù)字特征
7.1.3平穩(wěn)隨機(jī)序列的功率譜
7.1.4基于隨機(jī)信號處理的MATLAB函數(shù)
7.2隨機(jī)信號的功率譜分析
7.2.1非參量類方法
7.2.2參數(shù)法
7.2.3子空間法
本章小結(jié)
第8章小波在信號處理中的應(yīng)用
8．1小波分析概述
8．1．1傅里葉變換與小波變換的比較
8．1．2多分辨分析
8．2小波變換
8．2．1一維連續(xù)小波變換
8．2．2高維連續(xù)小波變換
8．2．3離散小波變換
8．3小波包分析
8．3．1小波包的定義
8．3．2小波包的性質(zhì)
8．3．3幾種常用的小波
8．4小波工具箱介紹
8．4．1啟動小波工具箱
8．4．2一維連續(xù)小波分析工具
8．5信號的重構(gòu)
8．5．1idwt函數(shù)
8．5．2wavedec函數(shù)
8．5．3upcoef函數(shù)
8．5．4upwlev函數(shù)
8．5．5wrcoef函數(shù)
8．5．6wprec函數(shù)
8．5．7wprcoef函數(shù)
8．6提升小波變換用于信號處理
8．7信號去噪
8．7．1信號閾值去噪
8．7．2常用的去噪函數(shù)
8．8小波變換在信號處理中的應(yīng)用
8．8．1分離信號的不同成分
8．8．2識別信號的頻率區(qū)間與發(fā)展趨勢
8．8．3基于小波變換的圖像信號的局部壓縮
8．8．4小波在數(shù)字圖像信號水印壓縮方面的應(yīng)用
本章小結(jié)
第三部分信號處理的綜合實(shí)例
第9章基于語音信號處理
9．1語音產(chǎn)生的過程
9．2語音信號產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型
9．2．1激勵(lì)模型
9．2．2聲道模型
9．2．3輻射模型
9．2．4語音信號的數(shù)字化和預(yù)處理
9．3語音信號分析和濾波處理
9．3．1語音信號的采集
9．3．2語音信號的讀入與打開
9．3．3語音信號分析
9．3．4含噪語音信號的合成
9．3．5濾波器的設(shè)計(jì)
9．4小波變換在語音信號處理中的應(yīng)用
9．4．1小波在語音信號增強(qiáng)中的應(yīng)用
9．4．2小波變換在語音信號壓縮上的應(yīng)用
本章小結(jié)
第10章基于通信信號處理
10．1幅度調(diào)制
10．1．1DSBAM調(diào)制
10．1．2普通AM調(diào)制
10．1．3SSBAM調(diào)制
10．1．4殘留邊帶幅度調(diào)制
10．2角度調(diào)制
10．3數(shù)字調(diào)制
10．3．1FSK調(diào)制
10．3．2PSK調(diào)制
10．3．3QAM調(diào)制
10．4自適應(yīng)均衡
10．4．1遞歸最小二乘算法(RLS)
10．4．2盲均衡算法
本章小結(jié)
第11章基于雷達(dá)信號處理
11．1雷達(dá)的基本原理
11．2雷達(dá)的用途
11．2．1雙/多基地雷達(dá)
11．2．2相控陣?yán)走_(dá)
11．2．3寬帶／超寬帶雷達(dá)
11．2．4合成孔徑雷達(dá)
11．2．5毫米波雷達(dá)
11．2．6激光雷達(dá)
11．3線性調(diào)頻脈沖壓縮雷達(dá)仿真
11．3．1匹配濾波器
11．3．2線性調(diào)頻信號(LFM)
11．3．3相位編碼信號
11．3．4噪聲和雜波的產(chǎn)生
11．3．5雜波建模與MATLAB實(shí)現(xiàn)
11．4動目標(biāo)的顯示與檢測
本章小結(jié)
第12章信號處理的圖形用戶界面工具與設(shè)計(jì)
12．1SPTool工具
12．1．1主窗口
12．1．2信號瀏覽器
12．1．3濾波瀏覽器
12．1．4頻譜瀏覽器
12．1．5濾波器設(shè)計(jì)器
12．2圖形用戶界面(GUI)簡介
12．2．1GUI的設(shè)計(jì)原則及步驟
12．2．2GUI模板與設(shè)計(jì)窗口
12．3控制框?qū)ο蠹皩傩?br />12．3．1按鈕
12．3．2滑塊
12．3．3單選按鈕
12．3．4復(fù)選框
12．3．5靜態(tài)文本
12．3．6可編輯文本框
12．3．7彈出式菜單
12．3．8列表框
12．3．9切換按鈕
12．3．10面板
12．3．11按鈕組
12．3．12軸
12．4MATLAB專用對話框
12．5GUI的設(shè)計(jì)工具
12．5．1布局編輯器
12．5．2對象瀏覽器
12．5．3用屬性查看器設(shè)置控制框?qū)傩?br />12．5．4對齊對象
12．5．5Tab鍵順序編輯器
12．5．6菜單編輯器
12．5．7編輯器
12．6回調(diào)函數(shù)
12．6．1Callback程序基本操作
12．6．2CreateFcn
12．7脈搏信號處理的GUI設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)