全相位數字信號處理方法及MATLAB實現 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2025

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內容簡介

　　《全相位數字信號處理方法及MATLAB實現》係統地介紹全相位處理數字信號的係統組成、基本概念、基本原理、分析和設計方法，共10章，內容包括：緒論、全相位理論基礎、基於全相位的窗函數設計、正交域全相位變換、二維全相位變換、基於W-O的譜分析、設計濾波器組的全相位方法、設計模闆的全相位方法、基於W-O的自適應信號處理、全相位處理的Simulink仿真。本書中的理論證明過程簡明扼要，注重設計實踐，全部實驗均通過MATLAB進行算法設計和Simulink仿真驗證，且提供全部源碼程序。本書可作為高等學校工科電子信息工程、計算機科學與技術、信號與信息處理等類各專業研究生參考資料，也適閤高年級本科生閱讀，也可作為電子與電氣、自動控製類科研人員和工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 全相位濾波方法
1.2 全相位濾波理論的發展現狀
1.3 MATLAB在信號處理中的應用
1.4 本書的主要內容
1.5 本書的主要特點
第2章 全相位理論基礎
2.1 FIR數字濾波器設計方法
2.1.1 常規法
2.1.2 窗函數法
2.1.3 頻率抽樣法
2.1.4 切比雪夫逼近法
2.1.5 其他方法
2.2 全相位數字濾波器
2.2.1 DFT域無窗全相位數字濾波器
2.2.2 DFT域單窗全相位數字濾波器
2.2.3 DFT域雙窗全相位數字濾波器
2.3 全相位數字濾波器特性
2.4 應用舉例
2.4.1 基於ap的信號濾波
2.4.2 邊界拓展
2.4.3 噪聲多帶分解
2.5 小結
第3章 基於全相位的窗函數設計
3.1 濾波器設計中的窗函數
3.1.1 窗的作用
3.1.2 傳統窗特性
3.1.3 apDW頻率取樣誤差分析
3.2 基於LMS準則的基窗設計算法
3.3 基於矩形二叉分解的基窗設計
3.4 最小二乘基窗設計算法
3.5 小結
第4章 正交域全相位變換
4.1 正交變換域
4.1.1 一維變換的正交基
4.1.2 沃爾什正交基
4.1.3 餘弦正交基
4.1.4 其他正交變換
4.1.4.1 哈達瑪變換
4.1.4.2 數論變換
4.1.4.3 卡-洛變換
4.2 變換域全相位濾波器設計
4.2.1 DCT域全相位濾波器
4.2.2 DWT域全相位濾波器
4.2.3 變換域全相位信號處理
4.3 小結
第5章 二維全相位變換
5.1 二維綫性係統
5.2 二維變換正交基
5.2.1 二維傅立葉變換
5.2.2 二維沃爾什和哈達瑪變換
5.2.3 二維正弦變換
5.3 二維全相位信號處理
5.4 二維DFT全相位
5.5 二維DCT/DWT全相位
5.6 二維全相位信號處理特性
5.7 小結
第6章 基於W-O的譜分析
6.1 譜估計的一般理論
6.1.1 經典功率譜估計
6.1.1.1 直接法
6.1.1.2 間接法
6.1.1.3 直接法的改進
6.1.2 現代功率譜估計
6.1.2.1 參數模型法
6.1.2.2 譜估計存在的問題
6.2 全相位譜估計
6.2.1 基於W-O算法的譜估計
6.2.2 W-O譜分析在信號檢測中的應用
6.3 小結
第7章 設計濾波器組的全相位方法
7.1 抽取和內插
7.1.1 一維信號分析
7.1.2 二維信號分析
7.2 濾波器組
7.2.1 雙通道正交鏡像濾波器組(2QMFB)
7.2.2 2QMFB完全重建係統
7.2.3 全相位半帶濾波器設計
7.2.4 全相位半帶濾波器的譜分解
7.3 圖像子帶分解
7.4 全相位2QMF多分辨率實驗
7.4.1 一維信號分解與重構
7.4.2 二維信號分解與重構
7.5 小結
第8章 設計模闆的全相位方法
8.1 模闆設計理論
8.2 亞奈取樣圖像的二維譜分析
8.2.1 二維列率譜分析
8.2.2 二維頻譜分析
8.3 全相位內插模闆設計
8.4 傳統插值算法
8.4.1 理想內插
8.4.2 最近鄰域插值
8.4.3 雙綫性內插
8.4.4 B樣條內插
8.4.5 立方捲積內插
8.4.6 小波內插
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 圖像內插實驗
8.7 小結
第9章 基於W-0的自適應信號處理
9.1 引言
9.2 自適應濾波器概述
9.2.1 最佳濾波準則
9.2.2 自適應濾波器的應用
9.2.3 自適應濾波算法
9.3 傳統自適應算法
9.3.1 最小均方濾波算法
9.3.2 最陡下降法
9.3.3 最小均方LMS算法
9.4 時域加權重疊LMS算法(WO-LMS)
9.5 變換域加權重疊LMS算法(WO-TLMS)
9.6 WO-LMS在自適應辨識中的應用
9.7 WO-LMS在自適應除噪中的應用
9.8 小結
第10章 全相位處理的SIMULINK仿真
10.1 MATLAB簡介
10.1.1 數值計算
10.1.2 圖形功能
10.1.3 工具箱
10.2 Simulink仿真
10.2.1 Simulink簡介
10.2.2 Simulink中的白噪聲分析
10.2.3 基於小波的數字信號處理
10.3 全相位濾波器仿真
10.4 小結
附錄A1 矩陣譜證明
附錄A2 多相分解
附錄A3 幾種特殊濾波器
參考文獻

前言/序言

　　隨著數字信號處理器件DSP、FPGA等運算速度的不斷提高，在各個應用領域，研究者們對處理質量的要求也越來越高。如何降低數字信號截斷效應的影響是無法迴避的問題，通過提高采樣率和采用重疊處理方法在一定程度上使處理效果得到瞭改善，但對存儲空間大小提齣瞭較高的要求。全相位法是在重疊方法基礎上提齣的新型數字信號處理方法，它使輸入數據按照設計需求進行不同加權後，以中心數據作延拓重復處理。由於輸入數據逐點移動而産生每個輸齣點，因此，也形象地稱之為“全相位”。
　　全相位數據處理方法從20世紀80年代初提齣以來，在濾波器設計、窗函數設計、譜分析、自適應信號處理、模闆設計和數據內插、數據壓縮方麵的應用逐漸得到挖掘。在濾波器設計方麵，采用全相位法使傳輸序列j＼r的物理意義更明確（即調整玎可直接控製各個頻率分量），更方便設計基於DFjr、DCT和DW瞭等各種正交變換的數字濾波器，且具有極低的旁辦衰減。本書在一維全相位濾波器設計的基礎上，首次實現瞭二維全相位處理結構及理論分析；在窗函數設計方麵，采用LMS方法得到的優化窗的過渡帶低於傳統方法，采用矩形二叉分解實現瞭各種衰減指數的似餘弦窗。本書在此基礎上，結閤全相位傳輸函數算術錶達式，創造性地提齣瞭最小二乘窗函數設計法，得到的基窗消除瞭在通帶和阻帶內的波紋。在譜分析方麵，全相位法被證明可以提高主辦能量，且可有效抑製旁辦，即提高瞭信號檢測能力。此外，全相位FF瞭還具有“相位不變性’’（即能量最大譜綫決定相位）。在自適應信號處理方麵，結閤全相位處理思想的LMS算法從理論上得以證明，其收斂速度和穩態誤差均優於傳統算法，在自適應信號辨識、自適應除噪等方麵得到實驗驗證。在模闆設計方麵，則充分利用瞭加窗重疊的全相位實質，分彆在DFT、DCT和DWT三個變換域實現二來維模闆的設計並應用到圖像數據內插方麵，通過與傳統的綫性、小波等方法對比。全相位模闆對於中低頻圖像錶現齣瞭更好的數據平滑特性。
　　全相位數字信號處理的基本概念和理論基礎是由天津大學王兆華教授和侯正信教授在20世紀80年代初期奠定的。最早源於王兆華教授提齣的將包含某像素的所有分塊都進行考慮計算的重疊數字濾波方法，並以此方法為基礎建立瞭重疊內插模闆。侯正信教授在此基礎上，首先將重疊濾波模闆的構造從DFT域、Walsh域延伸到IDCT域並提齣瞭離散列率濾波器的概念。其次，侯正信教授在深刻認識此最大程度重疊處理方法的本質後，把此遍曆所有位置時刻的重疊正名為“全相位”。自2001年以來，王兆華教授和侯正信教授指導多名研究生不斷豐富全相位濾波的理論，並挖掘在多個領域的應用。目前，已經涉及的應用方麵有自適應信號處理、窗函數設計、濾波器組設計、圖像內插、數據內插等。
　　本書在匯總全相位數字濾波器設計、譜分析、自適應信號處理和模闆設計的基礎上，融入二維全相位信號處理的實現結構、最小二乘窗函數設計以及多級全相位SP仿真係統等幾方麵新的研究成果。本書的全部理論推導都是通過MATLAB進行驗證的，並設計瞭相關實驗對比測試，提供瞭大量算法及源碼，具有較大的參考價值。
　　參加本書編寫的還有天津理工大學張楷亮教授和天津職業技術師範大學曹繼華教授。此外，本書在齣版過程中還得到瞭天津理工大學呂聯榮副教授、盧晉副教授以及圖書館張斌主任的肯定與支持，天津師範大學徐妮妮副教授也給予瞭寶貴的建議。這裏一並嚮各位錶示感謝和敬意！
　　限於著者的水平，書中難免有不妥和錯誤之處，懇請讀者批評指正。
　　蘇飛
　　2014年7月

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