MATLAB憑藉其數值計算與圖形可視化功能的完美結合，在數位訊號處理領域得到了廣泛的套用。《MATLAB信號處理超級學習手冊》以MATLAB R2013a版本為基礎，系統地討論了數位訊號處理的基本理論、基本分析方法、基本算法和設計方法，涉及了數位訊號處理的各個方面，是一本比較全面的信號處理參考書。 《MATLAB信號處理超級學習手冊》共分為12章，全面系統地闡述了數位訊號處理的相關知識，其中前9章包括MATLAB基礎入門、離散時間信號及系統的介紹、Z變換、傅立葉變換、IIR濾波器設計、FIR濾波器設計、自適應濾波器設計、小波分析、隨機信號處理等，後3章則介紹了時頻分析、高階譜分析以及MATLAB的一些簡單套用。 《MATLAB信號處理超級學習手冊》的特點是內容全面豐富，敘述深入淺出，在講解上述內容的同時，給出了大量簡單而實用的例子。《MATLAB信號處理超級學習手冊》既可作為電子工程、計算機工程、信號處理以及通信工程等專業的本科生和研究生的參考書，也可供廣大工程技術人員參考。
基本介紹
- 書名：MATLAB信號處理超級學習手冊
- 出版社：人民郵電出版社
- 頁數：461頁
- 開本：16
- 作者：史潔玉
- 出版日期：2014年9月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7115358168
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
叢書特點：
本叢書的作者均是經驗豐富的專業工程師，圖書內容來源於作者多年工作經驗的總結，封面統一設計，寫作統一風格。無論是從案例的選擇、講解的詳細程度、書中涉及的專業知識等各方面都充分考慮讀者的喜好，力求打造“工程軟體套用精解”這一長銷品牌。
本書特點
由淺入深，循序漸進：本書以初級和中級讀者為對象，首先從MATLAB使用基礎講起，接著敘述數位訊號處理的基本理論，每個章節都有MATLAB實例分析，最后綜合介紹MATLAB的一些實際套用。
內容詳實，涉及廣泛：本書涉及到數位訊號處理的各個方面，內容新穎。本書在講解的過程中，合理安排章節，既注重理論研究，又加強在實際中套用，使讀者能快速掌握書中內容。
實例經典，輕鬆易學：通過學習實際工程套用案例的具體操作是掌握MATLAB最好的方式。在本書的後三章通過綜合套用案例，透徹詳盡的講解了MATLAB在各方面的套用。
本叢書的作者均是經驗豐富的專業工程師，圖書內容來源於作者多年工作經驗的總結，封面統一設計，寫作統一風格。無論是從案例的選擇、講解的詳細程度、書中涉及的專業知識等各方面都充分考慮讀者的喜好，力求打造“工程軟體套用精解”這一長銷品牌。
本書特點
由淺入深，循序漸進：本書以初級和中級讀者為對象，首先從MATLAB使用基礎講起，接著敘述數位訊號處理的基本理論，每個章節都有MATLAB實例分析，最后綜合介紹MATLAB的一些實際套用。
內容詳實，涉及廣泛：本書涉及到數位訊號處理的各個方面，內容新穎。本書在講解的過程中，合理安排章節，既注重理論研究，又加強在實際中套用，使讀者能快速掌握書中內容。
實例經典，輕鬆易學：通過學習實際工程套用案例的具體操作是掌握MATLAB最好的方式。在本書的後三章通過綜合套用案例，透徹詳盡的講解了MATLAB在各方面的套用。
作者簡介
MATLAB技術聯盟史潔玉，從事信息處理等相關工作，熟悉MATLAB等工程軟體，在國內外期刊發表論文多篇。
圖書目錄
第1章 MATLAB入門 1
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 什麼是MATLAB 1
1.1.2 MATLAB語言特點 2
1.1.3 MATLAB系統 4
1.2 MATLAB基本操作 5
1.2.1 MATLAB用戶界面 5
1.2.2 變數及賦值 5
1.2.3 繪圖命令 6
1.2.4 MATLAB程式的結構流 8
1.3 M檔案 8
1.4 本章小結 9
第2章 時間信號與系統 10
2.1 離散序列 10
2.1.1 單位取樣序列 10
2.1.2 單位階躍序列 12
2.1.3 矩形序列 13
2.1.4 正弦序列 13
2.1.5 實指數序列 14
2.1.6 復指數序列 15
2.1.7 周期序列 16
2.2 信號的產生 18
2.2.1 方波函式 18
2.2.2 隨機函式 19
2.2.3 三角波函式 19
2.2.4 sinc函式 20
2.2.5 線性調頻函式 20
2.2.6 diric函式 21
2.2.7 rectpuls函式 22
2.2.8 tripuls函式 23
2.2.9 pulstran函式 23
2.2.10 gauspuls函式 24
2.3 信號在MATLAB中的運算 25
2.3.1 信號的時移、反折和尺度變換 25
2.3.2 信號的加法和乘法運算 26
2.3.3 信號的奇偶分解 29
2.3.4 信號的積分和微分 30
2.4 連續時間系統的時域分析 32
2.4.1 連續時間系統求解 32
2.4.2 連續時間系統數值求解 32
2.4.3 連續時間系統符號求解 35
2.4.4 連續時間系統卷積求解 35
2.5 離散時間信號中的運算 37
2.5.1 離散時間系統回響 37
2.5.2 離散時間系統的衝激回響和階躍回響 38
2.5.3 離散時間信號的卷積和運算 39
2.6 離散時間系統 41
2.6.1 離散時間系統的含義 41
2.6.2 離散時間系統的描述方法 42
2.6.3 採樣定理 43
2.7 本章小結 49
第3章 Z變換 50
3.1 Z變換 50
3.1.1 Z變換的定義 50
3.1.2 Z變換的收斂域 51
3.2 Z反變換 52
3.3 Z變換的性質 54
3.4 Z變換在離散系統中的套用 57
3.4.1 Z域系統函式的零點分析 58
3.4.2 Z域系統函式的頻域分析 62
3.4.3 Z域系統差分函式求解 65
3.5 本章小結 68
第4章 傅立葉變換 69
4.1 傅立葉變換的形式 69
4.2 序列的傅立葉變換 70
4.2.1 周期序列的離散傅立葉級數 70
4.2.2 非周期序列和周期序列的關係 71
4.2.3 有限長序列的線性卷積和圓周卷積 73
4.2.4 有限長序列的傅立葉表示 73
4.3 離散傅立葉變換 75
4.3.1 傅立葉級數和傅立葉變換 75
4.3.2 離散傅立葉級數的性質 78
4.3.3 離散傅立葉變換的性質 79
4.3.4 頻率抽樣 80
4.4 快速傅立葉變換 84
4.4.1 按時間抽取的FFT算法 84
4.4.2 按頻率抽取的FFT算法 87
4.4.3 快速傅立葉變換的MATLAB實現 88
4.5 Chirp Z變換 92
4.6 傅立葉變換的套用 94
4.6.1 離散傅立葉反變換 94
4.6.2 線性卷積的FFT求法 99
4.6.3 相關係數的快速求法 101
4.7 離散餘弦變換 102
4.8 Gabor變換 103
4.8.1 Gabor變換的定義 103
4.8.2 Gabor變換的一般求法 104
4.8.3 Gabor變換的解析理論 105
4.9 本章小結 108
第5章 IIR濾波器的設計 109
5.1 數字濾波器概述 109
5.1.1 數字濾波器的分類 110
5.1.2 數字濾波器的設計步驟 123
5.2 常用模擬低通濾波器的設計 124
5.2.1 確定系統函式的極點 124
5.2.2 幾種模擬低通濾波器的設計 124
5.3 根據模擬濾波器設計IIR濾波器 142
5.3.1 脈衝回響不變法 142
5.3.2 雙線性變換法 146
5.4 從模擬濾波器低通模型到數字濾波器 150
5.4.1 低通變換 150
5.4.2 高通變換 151
5.4.3 帶通變換 152
5.4.4 帶阻變換 153
5.5 從低通數字濾波器到各種數字濾波器的頻率變換 154
5.5.1 低通—低通 155
5.5.2 低通—高通 155
5.5.3 低通—帶通 158
5.5.4 低通—帶阻 158
5.6 本章小結 159
第6章 FIR濾波器設計 160
6.1 FIR濾波器的結構 160
6.1.1 直接型結構 161
6.1.2 級聯型結構 161
6.1.3 頻率抽樣型結構 161
6.1.4 快速卷積型結構 166
6.2 線性相位FIR濾波器的特性 167
6.2.1 相位條件 167
6.2.2 線性相位濾波器的分類 168
6.2.3 線性相位濾波器的零點特性 175
6.3 基本窗函式FIR濾波器的設計 176
6.3.1 窗函式的基本原理 176
6.3.2 矩形窗 179
6.3.3 漢寧窗 182
6.3.4 漢明窗 188
6.3.5 布萊克曼窗 191
6.3.6 凱塞窗 193
6.3.7 窗函式設計法 195
6.4 頻率採樣FIR濾波器的設計 197
6.4.1 設計方法 197
6.4.2 約束條件 198
6.4.3 誤差設計 198
6.5 FIR數字濾波器的最優設計 204
6.5.1 最小均方誤差準則 205
6.5.2 最大誤差最小化準則 205
6.5.3 契比雪夫最佳一致逼近 206
6.6 FIR與IIR數字濾波器的比較 210
6.7 本章小結 211
第7章 其他濾波器 212
7.1 維納濾波器 212
7.1.1 維納濾波器的基本原理 212
7.1.2 維納濾波器的實現 218
7.2 卡爾曼濾波器 222
7.2.1 卡爾曼濾波器的基本原理 222
7.2.2 擴展卡爾曼濾波器和無跡卡爾曼濾波器 225
7.3 自適應濾波器 244
7.3.1 自適應濾波器的基本原理 244
7.3.2 格型自適應濾波器 249
7.3.3 LS自適應濾波器 261
7.4 本章小結 262
第8章 隨機信號處理 263
8.1 隨機信號處理概述 263
8.1.1 隨機信號的基本定義 263
8.1.2 離散隨機信號的統計描述 264
8.1.3 平穩隨機序列及其數字特徵 266
8.1.4 平穩隨機序列的功率譜 267
8.1.5 隨機序列的各態歷經性 268
8.1.6 特定的隨機序列 268
8.1.7 隨機信號處理MATLAB的基本套用 268
8.2 隨機信號的頻譜分析 271
8.2.1 非參量類方法 273
8.2.2 參量類方法 280
8.2.3 Subspace Methods子空間法 282
8.2.4 譜分析的綜合套用 284
8.3 隨機信號系統處理模型 293
8.3.1 AR（1）模型 293
8.3.2 AR（2）模型 294
8.3.3 AR（p）模型 294
8.3.4 MA模型 300
8.3.5 ARMA模型 303
8.4 本章小結 310
第9章 小波分析 311
9.1 信號的小波變換 311
9.1.1 信號的連續小波變換 312
9.1.2 信號的離散小波變換 313
9.1.3 信號的小波包 314
9.1.4 常用的小波函式 316
9.2 信號分析 318
9.2.1 信號的重構 318
9.2.2 提升小波在信號中的套用 321
9.3 信號去噪 327
9.3.1 小波閾值去噪 327
9.3.2 小波去噪閾值的選取規則 331
9.4 小波分析與傅立葉分析的比較 332
9.5 本章小結 334
第10章 時頻分析工具箱 335
10.1 時頻分析 335
10.1.1 時頻分析的基本理論 336
10.1.2 短時傅立葉變換 336
10.1.3 窗函式以及窗函式寬度對時間—頻率解析度的影響 339
10.1.4 Gabor展開 342
10.1.5 小波變換 345
10.2 魏格納—威利變換 347
10.2.1 Wigner分布的定義 348
10.2.2 WVD的性質 349
10.2.3 WVD的弊端 350
10.2.4 Wigner分布的實現 351
10.2.5 Wigner分布中交叉項的的行為 353
10.3 希爾伯特—黃變換 355
10.3.1 HHT方法基本定義 355
10.3.2 EMD分解方法 356
10.3.3 希爾伯特—黃變換的特點 367
10.4 時頻分析套用 368
10.4.1 跳頻信號的時頻分析 368
10.4.2 調頻信號的時頻分析 370
10.5 本章小結 379
第11章 高階譜分析 380
11.1 高階譜和累量簡介 380
11.1.1 高階譜 380
11.1.2 累量的定義 381
11.1.3 平穩隨機過程累量的定義 382
11.1.4 累量的性質 382
11.2 高階譜及其定義 383
11.2.1 高階譜定義 383
11.2.2 高階譜的性質 383
11.2.3 高階譜估計 384
11.3 高階譜的簡單套用 406
11.3.1 DOA估計 407
11.3.2 時延估計 411
11.4 本章小結 415
第12章 MATLAB在信號處理中的套用 416
12.1 瞬時混合盲信號的分離 416
12.1.1 盲信號分離方法 416
12.1.2 主成分分析（PCA） 421
12.1.3 獨立分量分析 427
12.1.4 盲信號處理套用實例 432
12.1.5 盲信號時頻域分離方法 438
12.2 語音信號分析 439
12.2.1 語音信號處理方法的基礎 439
12.2.2 語音信號處理方法的套用 440
12.3 雷達信號處理 443
12.3.1 雷達信號處理的方法基礎 443
12.3.2 雷達散射截面信號處理 448
12.3.3 合成孔徑雷達信號的處理方法 452
12.4 本章小結 461
參考文獻 462
1.1 MATLAB概述 1
1.1.1 什麼是MATLAB 1
1.1.2 MATLAB語言特點 2
1.1.3 MATLAB系統 4
1.2 MATLAB基本操作 5
1.2.1 MATLAB用戶界面 5
1.2.2 變數及賦值 5
1.2.3 繪圖命令 6
1.2.4 MATLAB程式的結構流 8
1.3 M檔案 8
1.4 本章小結 9
第2章 時間信號與系統 10
2.1 離散序列 10
2.1.1 單位取樣序列 10
2.1.2 單位階躍序列 12
2.1.3 矩形序列 13
2.1.4 正弦序列 13
2.1.5 實指數序列 14
2.1.6 復指數序列 15
2.1.7 周期序列 16
2.2 信號的產生 18
2.2.1 方波函式 18
2.2.2 隨機函式 19
2.2.3 三角波函式 19
2.2.4 sinc函式 20
2.2.5 線性調頻函式 20
2.2.6 diric函式 21
2.2.7 rectpuls函式 22
2.2.8 tripuls函式 23
2.2.9 pulstran函式 23
2.2.10 gauspuls函式 24
2.3 信號在MATLAB中的運算 25
2.3.1 信號的時移、反折和尺度變換 25
2.3.2 信號的加法和乘法運算 26
2.3.3 信號的奇偶分解 29
2.3.4 信號的積分和微分 30
2.4 連續時間系統的時域分析 32
2.4.1 連續時間系統求解 32
2.4.2 連續時間系統數值求解 32
2.4.3 連續時間系統符號求解 35
2.4.4 連續時間系統卷積求解 35
2.5 離散時間信號中的運算 37
2.5.1 離散時間系統回響 37
2.5.2 離散時間系統的衝激回響和階躍回響 38
2.5.3 離散時間信號的卷積和運算 39
2.6 離散時間系統 41
2.6.1 離散時間系統的含義 41
2.6.2 離散時間系統的描述方法 42
2.6.3 採樣定理 43
2.7 本章小結 49
第3章 Z變換 50
3.1 Z變換 50
3.1.1 Z變換的定義 50
3.1.2 Z變換的收斂域 51
3.2 Z反變換 52
3.3 Z變換的性質 54
3.4 Z變換在離散系統中的套用 57
3.4.1 Z域系統函式的零點分析 58
3.4.2 Z域系統函式的頻域分析 62
3.4.3 Z域系統差分函式求解 65
3.5 本章小結 68
第4章 傅立葉變換 69
4.1 傅立葉變換的形式 69
4.2 序列的傅立葉變換 70
4.2.1 周期序列的離散傅立葉級數 70
4.2.2 非周期序列和周期序列的關係 71
4.2.3 有限長序列的線性卷積和圓周卷積 73
4.2.4 有限長序列的傅立葉表示 73
4.3 離散傅立葉變換 75
4.3.1 傅立葉級數和傅立葉變換 75
4.3.2 離散傅立葉級數的性質 78
4.3.3 離散傅立葉變換的性質 79
4.3.4 頻率抽樣 80
4.4 快速傅立葉變換 84
4.4.1 按時間抽取的FFT算法 84
4.4.2 按頻率抽取的FFT算法 87
4.4.3 快速傅立葉變換的MATLAB實現 88
4.5 Chirp Z變換 92
4.6 傅立葉變換的套用 94
4.6.1 離散傅立葉反變換 94
4.6.2 線性卷積的FFT求法 99
4.6.3 相關係數的快速求法 101
4.7 離散餘弦變換 102
4.8 Gabor變換 103
4.8.1 Gabor變換的定義 103
4.8.2 Gabor變換的一般求法 104
4.8.3 Gabor變換的解析理論 105
4.9 本章小結 108
第5章 IIR濾波器的設計 109
5.1 數字濾波器概述 109
5.1.1 數字濾波器的分類 110
5.1.2 數字濾波器的設計步驟 123
5.2 常用模擬低通濾波器的設計 124
5.2.1 確定系統函式的極點 124
5.2.2 幾種模擬低通濾波器的設計 124
5.3 根據模擬濾波器設計IIR濾波器 142
5.3.1 脈衝回響不變法 142
5.3.2 雙線性變換法 146
5.4 從模擬濾波器低通模型到數字濾波器 150
5.4.1 低通變換 150
5.4.2 高通變換 151
5.4.3 帶通變換 152
5.4.4 帶阻變換 153
5.5 從低通數字濾波器到各種數字濾波器的頻率變換 154
5.5.1 低通—低通 155
5.5.2 低通—高通 155
5.5.3 低通—帶通 158
5.5.4 低通—帶阻 158
5.6 本章小結 159
第6章 FIR濾波器設計 160
6.1 FIR濾波器的結構 160
6.1.1 直接型結構 161
6.1.2 級聯型結構 161
6.1.3 頻率抽樣型結構 161
6.1.4 快速卷積型結構 166
6.2 線性相位FIR濾波器的特性 167
6.2.1 相位條件 167
6.2.2 線性相位濾波器的分類 168
6.2.3 線性相位濾波器的零點特性 175
6.3 基本窗函式FIR濾波器的設計 176
6.3.1 窗函式的基本原理 176
6.3.2 矩形窗 179
6.3.3 漢寧窗 182
6.3.4 漢明窗 188
6.3.5 布萊克曼窗 191
6.3.6 凱塞窗 193
6.3.7 窗函式設計法 195
6.4 頻率採樣FIR濾波器的設計 197
6.4.1 設計方法 197
6.4.2 約束條件 198
6.4.3 誤差設計 198
6.5 FIR數字濾波器的最優設計 204
6.5.1 最小均方誤差準則 205
6.5.2 最大誤差最小化準則 205
6.5.3 契比雪夫最佳一致逼近 206
6.6 FIR與IIR數字濾波器的比較 210
6.7 本章小結 211
第7章 其他濾波器 212
7.1 維納濾波器 212
7.1.1 維納濾波器的基本原理 212
7.1.2 維納濾波器的實現 218
7.2 卡爾曼濾波器 222
7.2.1 卡爾曼濾波器的基本原理 222
7.2.2 擴展卡爾曼濾波器和無跡卡爾曼濾波器 225
7.3 自適應濾波器 244
7.3.1 自適應濾波器的基本原理 244
7.3.2 格型自適應濾波器 249
7.3.3 LS自適應濾波器 261
7.4 本章小結 262
第8章 隨機信號處理 263
8.1 隨機信號處理概述 263
8.1.1 隨機信號的基本定義 263
8.1.2 離散隨機信號的統計描述 264
8.1.3 平穩隨機序列及其數字特徵 266
8.1.4 平穩隨機序列的功率譜 267
8.1.5 隨機序列的各態歷經性 268
8.1.6 特定的隨機序列 268
8.1.7 隨機信號處理MATLAB的基本套用 268
8.2 隨機信號的頻譜分析 271
8.2.1 非參量類方法 273
8.2.2 參量類方法 280
8.2.3 Subspace Methods子空間法 282
8.2.4 譜分析的綜合套用 284
8.3 隨機信號系統處理模型 293
8.3.1 AR（1）模型 293
8.3.2 AR（2）模型 294
8.3.3 AR（p）模型 294
8.3.4 MA模型 300
8.3.5 ARMA模型 303
8.4 本章小結 310
第9章 小波分析 311
9.1 信號的小波變換 311
9.1.1 信號的連續小波變換 312
9.1.2 信號的離散小波變換 313
9.1.3 信號的小波包 314
9.1.4 常用的小波函式 316
9.2 信號分析 318
9.2.1 信號的重構 318
9.2.2 提升小波在信號中的套用 321
9.3 信號去噪 327
9.3.1 小波閾值去噪 327
9.3.2 小波去噪閾值的選取規則 331
9.4 小波分析與傅立葉分析的比較 332
9.5 本章小結 334
第10章 時頻分析工具箱 335
10.1 時頻分析 335
10.1.1 時頻分析的基本理論 336
10.1.2 短時傅立葉變換 336
10.1.3 窗函式以及窗函式寬度對時間—頻率解析度的影響 339
10.1.4 Gabor展開 342
10.1.5 小波變換 345
10.2 魏格納—威利變換 347
10.2.1 Wigner分布的定義 348
10.2.2 WVD的性質 349
10.2.3 WVD的弊端 350
10.2.4 Wigner分布的實現 351
10.2.5 Wigner分布中交叉項的的行為 353
10.3 希爾伯特—黃變換 355
10.3.1 HHT方法基本定義 355
10.3.2 EMD分解方法 356
10.3.3 希爾伯特—黃變換的特點 367
10.4 時頻分析套用 368
10.4.1 跳頻信號的時頻分析 368
10.4.2 調頻信號的時頻分析 370
10.5 本章小結 379
第11章 高階譜分析 380
11.1 高階譜和累量簡介 380
11.1.1 高階譜 380
11.1.2 累量的定義 381
11.1.3 平穩隨機過程累量的定義 382
11.1.4 累量的性質 382
11.2 高階譜及其定義 383
11.2.1 高階譜定義 383
11.2.2 高階譜的性質 383
11.2.3 高階譜估計 384
11.3 高階譜的簡單套用 406
11.3.1 DOA估計 407
11.3.2 時延估計 411
11.4 本章小結 415
第12章 MATLAB在信號處理中的套用 416
12.1 瞬時混合盲信號的分離 416
12.1.1 盲信號分離方法 416
12.1.2 主成分分析（PCA） 421
12.1.3 獨立分量分析 427
12.1.4 盲信號處理套用實例 432
12.1.5 盲信號時頻域分離方法 438
12.2 語音信號分析 439
12.2.1 語音信號處理方法的基礎 439
12.2.2 語音信號處理方法的套用 440
12.3 雷達信號處理 443
12.3.1 雷達信號處理的方法基礎 443
12.3.2 雷達散射截面信號處理 448
12.3.3 合成孔徑雷達信號的處理方法 452
12.4 本章小結 461
參考文獻 462
