本书包含了数字信号处理（DSP）系统分析和设计的所有重要内容，采用现代的方法讨论问题，包括MATLAB范例和其他仿真工具的介绍。主要内容包括：数字信号处理系统的使用，如何用多项式和比值多项式逼近转移函数并保持转移函数的特性，为什么在应用中要将转移函数用适当的结构进行图形表示，滤波器组和小波设计，以及信号时域和频域表述的相互关系。
封底
本书全面、系统地阐述了数字信号处理的基本理论和分析方法，详细介绍了离散时间信号及系统、傅里叶变换、z变换、小波分析和数字滤波器设计的确定性数字信号处理，以及多重速率数字信号处理系统、线性预测、时频分析和谱估计等随机数字信号处理，使读者深刻理解数字信号处理的理论和设计方法。本书不仅可以作为高等院校电子、通信、电气工程与自动化、机械电子工程和机电一体化等专业本科生或研究生教材，还可作为工程技术人员DSP设计方面的参考书。
本书特色
在上一版基础上，扩充了滤波器组和小波分析的内容，新增了随机信号处理、谱估计和求解差分方程的内容。
涵盖Matlab实验内容，指导读者如何使用Matlab工具进行数字信号处理系统的分析与设计。
包括120个范例、20个研发案例、约400道练习题，以帮助读者理解概念和设计方法。
每章末增加了一节“Do-it Yourself”，使读者通过Matlab实验获得解决实际信号处理问题的亲身体验。
作者简介
Paulo S. R. Diniz?巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院教授，他还是IEEE会士。
Eduardo A. B. da Silva?巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院副教授。
Sergio L. Netto?巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院副教授。
本书的前身是巴西电信公司所属的TELEBRAS（该公司由之前的巴西电信控股）研究和发展中心的工程师培训教材。本书第一作者早在1987年教授这门课，主要目的是介绍高效数字滤波器的设计方法，以解决工程上的一些问题。后来，第一作者将其作为COPPE/里约热内卢联邦大学电气工程专业数字滤波器和数字信号处理课程的基础参考书。
多年来，原先的学生都有这样的疑问：既然这本教材里表述了独特的观点，是值得出版的，却为何迟迟不出版？造成这种情况的原因虽然有许多，但其中一个重要原因是在这个课题上已经能见到很多写得很好的教材，并且，在这个课题上经过多年的教学和研究后，作者更关注其他问题，而不是枯燥的写作工作。直到最后，本书原稿用葡萄牙文撰写，再将其译成英文，这真是一项冗长而乏味的工作。
在随后的几年里，第二作者和第三作者使用原始教材用于教学，在此过程中应不断赋予新的思想，补充新的方法。这时，我们决定更新原来的教材，将其变成一本现代教科书。于是，本书在第1版的基础上更新了原来的内容，加入了2002年以来三位作者为许多课程教学编写的大量的新素材。
本书第2版不像最初的教材那样主要集中在滤波器设计和实现上。现在的版本包括大量有关离散时间系统、离散变换、谱估计、多重速率系统、滤波器组和小波的内容。
本书主要是作为有基本线性系统课程基础的本科生数字信号处理课程的教科书，其更深入的章节也可作为研究生相关课程的课本。在里约热内卢联邦大学和其他许多大学的课本里大多采用这种结构。第2版的一大特色是引入了Do-it-yourself部分，通过MATLAB实验检测读者对于其理论知识的学习情况。在许多章节末尾，都有一小节是关于MATLAB的内容，目的是指导读者如何使用MATLAB工具进行数字信号处理系统的分析与设计。
本书的一个突出特点是用一种简洁、完整的形式对数字信号处理设计与分析进行广泛的讨论，使读者充分发挥主观能动性来开发实际的系统。尽管本书主要作为本科生和研究生的教科书，但由于它的前身是一本工业界的培训教材，所以对从事信号处理系统开发工作的工程技术人员具有潜在的价值。实际上，我们的目标是为读者提供一种工具，使他们明白为什么和如何使用数字信号处理系统，怎样用多项式和比率多项式来逼近传递函数的特征，为什么传递函数到适当结构的映射对实际应用那么重要，怎样描述、分析和探索确定性的和随机信号时域和频域表示之间的权衡。为此，每一章中有大量的例子和需要解决的问题，特别是第2版添加了许多新的示例和需要求解的习题，以帮助读者深入理解概念，同时也可作为对正文的补充。
本书第1章和第2章介绍离散时间信号处理和z变换的基本概念。尽管许多读者都比较熟悉这部分内容，但可以通过阅读这些章节了解各种符号以及作者讲解这些概念的方法。第1章回顾离散时间系统的概念，包括离散时间信号和系统的表示方法及其时域响应。最重要的是介绍了采样定理，它是离散时间系统解决连续时间实际问题的条件。这一章还介绍了随机信号的基本概念，接下来是实验部分，帮助读者测试离散信号与系统学习进展程度。第2章介绍z变换和傅里叶变换，它是一种描述离散时间信号与系统的有用的数学工具，讨论了z变换和傅里叶变换的基本性质，包括z变换域的稳定性测试。这一章还说明了随机信号分析怎样得益于z域表达式。
第3章讨论离散变换，重点是离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)，它是对时域离散信号进行频域分析的重要工具。DFT可对时域离散信号进行频域离散描述。序列描述是计算机的特性，DFT提供了强有力的工具，使我们可以像处理原始序列那样来处理频域信息。DFT的重要性更进一步体现在计算DFT的高效率计算算法，即所谓的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)。本章还介绍了实系数变换，如余弦和正弦变换，广泛应用于现代音视频编码和其他许多应用场合。本章也对变换的正交性进行了讨论。本章还讨论了信号的几种表述形式，可供读者选择使用。
第4章介绍了将传递函数映射为一个数字滤波器的基本结构，以及数字滤波器结构的一些基本分析方法和特性。本章还介绍了一些简单且有用的积木块，广泛应用于一些设计和应用场合。
第5章从简单的频率采样方法和广泛使用的窗口方法开始，介绍了几种有限冲激响应（Finite-duration Impulse Response，FIR）滤波器的逼近方法。这种方法提供了不同信号处理应用场合的窗口方案；还介绍了包括最大平坦滤波器和加权最小二乘(Weighted Least-Square，WLS)法的其他逼近方法。本章也给出了基于多元最优化算法（雷米兹交换法）的切比雪夫逼近。这种方法可得到给定一系列规定频率响应规范的最小阶数线性相位的传递函数。这一章还讨论了最小二乘切比雪夫方法，获得转移函数的最大值和规定的逼近误差总能量。这种逼近方法在各种文献里讨论得不多，但很有实际应用价值。
第6章讨论了无限冲击响应（Infinite-duration Impulse Response，IIR）滤波器的逼近，首先介绍经典连续时间转移函数的逼近，即巴特沃斯、切比雪夫和椭圆逼近，它们用适当的变换方法产生离散时间转移函数。本章还介绍了两种变换方法，即冲激响应不变法和双线性变换法。本章还包括离散时间域的频率变换的内容，介绍了使用最优化技术的IIR数字滤波器幅度和相位的同时逼近，提供一个满足更一般规范的传递函数设计工具。本章末尾总结了时域逼近的要点。
第7章介绍了经典估计理论的基本概念，首先描述了基于周期图的非参数谱估计方法，接着是最小方差谱估计。本章继续讨论建模理论，讨论了有理数传递函数模型，描述了耶鲁沃克方程，还介绍了几种参数谱估计方法，即线性预测法、协方差法、自相关方法、莱文森杜斌算法和伯格方法等。本章还讨论了作为线性预测方法的一个扩展的维纳滤波器。
第8章从多重采样率出发介绍离散时间系统的基本理论。本章重点讨论多重采样率系统的基本性质，介绍抽取和插值操作，举例说明高效数字滤波器的设计。本章讨论许多采样率系统的关键属性，如逆操作和诺贝尔一致性，并介绍了一些分析工具，如多相分解和切换模型。此外，还讨论了重叠块滤波的概念，广泛用于一些数字信号处理构建模块的快速实现。本章还针对抽取和插值如何影响随机信号性能进行了讨论。
第9章讨论了有关滤波器组内部结构的一些性质，以及完全重构滤波器组的概念和架构。本章还介绍了滤波器组和反多路复用器的分类和一些分析工具，以及多重速率滤波器组的设计技术，包括双边带滤波器组、余弦调制滤波器组和重叠变换的几种形式。
第10章介绍了时频分析和离散小波变换的概念，以及小波变换的信号多分辨率表示，并讨论了用滤波器组设计小波变换的问题。此外，介绍了一些针对信号表示产生正交（和双正交）基的设计技术。本章也介绍了小波分类、设计和实现所需小波的一些特性。
第11章简要介绍了最广泛应用于实现数字信号处理系统的二进制数字表示法。本章还阐述了如何将基本元素用于这些系统的问题，讨论了特定的，然而是有意义的分布式算法的实现类型。本章还介绍了解释数字滤波器量化效果的模型，讨论了分析和处理有限字长表示信号和滤波器系数效果的方法，重点介绍了乘积中量化噪声的影响、限制内部信号动态范围的信号缩放、设计传递函数中的量化系数和可能发生在递归实现中的非线性振荡等问题。这些分析都是用来指导滤波器的实现，获得实用的数字滤波器有限精度的实现。
第12章介绍一些在满足规范或特殊要求的前提下降低FIR滤波器的运算复杂度的技术。本章首先介绍广泛应用于滤波器组设计的格型结构，以及在构建模块设计中用到的几种FIR滤波器实现形式，如多相、频域、递归运算和以及修正辛格形式等。本章重点介绍了用于设计窄带低通和高通滤波器的前置滤波器和内插法，另外，还介绍了用满足更一般规范的窄过渡带滤波器频率响应的掩蔽法，以及窄带通和带阻滤波器的积分法。
第13章介绍了若干数字IIR滤波器的实现方法，详细讨论了这些滤波器有限精度实现的特点，给读者提供了设计IIR滤波器的选择。本章介绍了几种结构类型，即用直接形式二阶模块的并行和级联形式、用部分最优和无极限环状态空间模块的并行和级联形式、格型滤波器和几种波动数字滤波器形式。另外，本章还讨论了双互补滤波器和在正交镜像滤波器组设计中的应用。
本书所包括的内容可作为本科生数字信号处理课程或研究生一年级课程。本书可以根据需要选择不同的课程组合。下面介绍信号处理课程中可供选择的组合方式。
针对大学三年级的离散时间系统或数字信号处理的课程：应包括第1、2、3、4章的绝大部分和第7章的非参数方法部分，还可以包括第5章和第6章的非迭代逼近方法，即第5章的频率采样和窗口法，第6章的基于模拟的逼近方法和IIR滤波器的连续时间到离散时间变换方法。
针对大学四年级的数字信号处理课程：应包括第1、2章简要回顾部分和第3、4、7章的全部内容，还可以包括第5、6章的非迭代逼近方法，即第5章描述的频率采样和窗口法，第6章介绍的基于模拟的逼近方法和IIR滤波器的连续时间到离散时间变换方法。第8章和第11章也可以作为课程的补充。
针对大学四年级或研究生一年级的数字滤波器课程：应包括第4章的全部内容和第5、6章的迭代逼近方法。本课程也可以覆盖从第11、12和13章选择的主题。随导师的意愿，课程也可以选择第8章的部分内容。
针对研究生的多重采样率系统、滤波器组和小波的课程：应包括第8、9和10章的全部内容以及第12章的格型构成和第13章的双互补滤波器的内容。
显然，根据这本书还有一些其他的课程选择，这主要取决于课程时间的长短和导师的选择。
如果不是处在一个学术气氛浓厚、视野开阔的环境中，本书绝不可能问世。事实上，我们有幸拥有L.P.Calba教授和E.H.Watanabe教授作为同事和顾问。COPPE的员工，特别是Michelle A.Nogueira女士和F.J.Ribeiro先生支持我们用所有可能的方法使这本书成为现实。同时，第一作者早期的学生J.C.Cabezas、R.G.Lins和J.A.B.Pereira（悼念）写道，和他在一起，一个电脑包制作了这本书第一版的几个例子。CPqD工程师帮助我们调整这本书的早期版本。特别要感谢工程师J.Sampaio对这项工作的完全信任。我们受益于信号处理小组工作环境，我们的同事总是以不同的方式帮助我们。其中应该提到教授L.W.P.Biscainho、M.L.R.de Campos、G.V.Mendona、A.C.M.de Queiroz、F.G.V.de Resende Jr、J.M.de Seixas和信号处理实验室(详见www.lps.ufrj.br)的所有员工。Biscainho教授将这本书的第一版翻译成我们的母语；他确实是我们鼓舞人心的第四作者。我们要感谢里约热内卢联邦大学的同事，特别是理工学院电子和计算机工程部的本科生部和COPPE电气工程项目的研究生部，感谢他们在这本书的准备期间一贯的支持。
我们还要感谢来自其他机构的许多朋友，他们的影响有助于这本书的出版。特别是可能会提起联邦大学教授A.S.de la Vega；埃斯皮里托联邦大学教授M.Sarcinelli Filho；维多利亚大学教授P.Agathoklis、A.Antoniou和W.-S.Lu；赫尔辛基理工大学教授I.Hartimo和T.I.Laakso以及V.Vlimki博士；坦佩雷理工大学教授T.Saramki和Markku Renfors；新加坡国立大学教授Y.Lian；南洋理工大学教授Y.C.Lim；巴西利亚大学教授R.L.de Queiroz博士；微软公司H.S.Malvar博士；圣母大学教授Y.-F.Huang；Univerdad Nacional del Sur大学教授J.E.Cousseau；阿尔伯塔大学教授B.Nowrouzian；思科系统M.G.de Siqueira博士；里约热内卢军事工程学院教授R.Miscow Filho和E.Viegas；加州大学圣地亚哥分校教授T.Q.Nguyen；克萨卡纳德州A&M大学教授Massimiliano Laddomada。
上述感谢名册是不完整的，没有提及剑桥大学出版社员工，尤其是我们的编辑Philip Meyler博士。他是一位了不起的人，他深知如何鼓励人们编写和阅读图书。
我们要感谢我们的家庭无限的耐心和支持。特别是Paulo想表达他对Mariza、Paula和Luiza以及他的母亲Hirlene最深的谢意。Eduardo想说，来自他的妻子Cludia和他的孩子Luis Eduardo和Isabella持续的爱和友谊，以及他的父母Zélia和Bismarck提供的坚实和充满爱的后盾，包含在完成这个任务的所有方面。Sergio想表达他对他的父母“Big”Sergio和Maria Christina最深的谢意，他的真诚的爱和对他妻子Isabela的钦佩，对他的后代Bruno及双胞胎Renata和Manuela（见图10.21）最伟大的慈爱。我们还要感谢我们的家庭和我们一起工作。
我们真诚地希望这本书反映了和谐、快乐、友谊和与我们一起工作经历的感受。将我们的伙伴关系写在星星上，送往天堂。
电子与电气工程
本书全面、系统地阐述了数字信号处理的基本理论和分析方法，详细介绍了离散时间信号及系统、傅里叶变换、z变换、小波分析和数字滤波器设计的确定性数字信号处理，以及多重速率数字信号处理系统、线性预测、时频分析和谱估计等随机数字信号处理，使读者深刻理解数字信号处理的理论和设计方法。本书不仅可以作为高等院校电子、通信、电气工程与自动化、机械电子工程和机电一体化等专业本科生或研究生教材，还可作为工程技术人员DSP设计方面的参考书。
本书特色：
在上一版的基础上，扩充了滤波器组和小波分析的内容，新增了随机信号处理、谱估计和求解差分方程的内容。
提供一种使用数字信号处理系统的工具，使读者掌握如何描述和分析确定性信号和随机信号在时域和频域的表示。
包括120个范例、20个案例研发、约400道练习题，以帮助读者理解概念和设计方法。
每章末增加了一节“Do-it Yourself”，使读者通过MATLAB实验获得解决实际信号处理问题的亲身体验。
译者简介：
PauloS.R.Diniz,巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院教授，他还是IEEE会士。
EduardoA.B.daSilva，巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院副教授。
SergioL.Netto，巴西里约热内卢联邦大学（UFRJ）电子与计算机工程系和COPPE/UFRJ研究生院副教授。
张太镒 汪烈军 于迎霞 译：暂无简介
随着科学技术的发展，信息技术取得了令人瞩目的成就。作为现代信息技术理论基础的数字信号处理技术得到不断的丰富和完善。“数字信号处理”课程不仅是电子与信息类专业本科生的必修课，而且已成为电气工程与自动化、机械电子工程和机电一体化等专业的重要专业基础课之一。国内外许多大学都开设了面向本科生和研究生的数字信号处理理论课程，也出现了大量的优秀教材。
本书是巴西里约热内卢联邦大学电子和计算机工程系Paulo S.R.Diniz教授、Eduardo A.B.da Silva副教授和Sergio L.Netto副教授三位作者多年教学和科研工作的总结。
本书全面、系统地阐述了数字信号处理的理论基础，除对离散时间信号及系统、傅里叶变换、z变换、小波分析和数字滤波器设计的确定性数字信号处理方法进行了极为详细的介绍外，还用较大的篇幅对随机数字信号处理理论展开论述，其中包括多重速率数字信号处理系统、线性预测、时频分析和谱估计等。本书内容丰富、理论性强、概念清晰。为帮助读者深刻理解书中涵盖的基本理论和分析方法，每章都列举了大量的例题，并作出了详细的解答，同时提供了配合基本理论的MATLAB工具箱的相关函数和仿真实验方法。各章末尾提供了习题，帮助读者进一步巩固所学的理论知识。
本书在第1版的基础上进行了修改和完善。本书在例题结束处标示“△”符号，在定理结束处标示“◇”符号，在证明结束处标示“□”符号，便于读者阅读。译者在个别处添加了译者注，便于读者对专用术语的理解。为帮助读者准确理解信号处理领域的专业术语，在索引中补充了专业术语的中英文对照。
本书可作为电子与信息类专业高等院校的本科生和研究生的教学用书，也可供电气工程与自动化、机械电子工程和机电一体化等相关专业的技术人员及自学人员使用。本书一定会对“数字信号处理”课程教学和工程设计实践起到积极作用，书中有关数字滤波器等方面的设计内容一定会受到读者的欢迎。
本书由三位译者承担全部的翻译工作，其中新疆大学信息科学与工程学院的于迎霞老师负责第1～4章的翻译和初校；汪烈军博士负责第5章、第6章、第12章和第13章的翻译和初校；其余部分由西安交通大学的张太镒教授负责翻译和初校。全书由张太镒负责协调和审校，新疆大学信息科学与工程学院的丁亮、汤俊、谢卫民、钟森海、张莉、汪明伟、杨清华、卢帆、吉兵、王佳星等协助翻译了相关章节，为本书翻译工作的完成做出了贡献。
本书在翻译过程中得到了机械工业出版社华章分社的热心指导和大力支持。此外，广东台山鸿万电子有限公司工程部的尚磊冬、郭慧明、梁天波、袁素云和王伟之等也参与了本书的翻译工作，在此表示深深的谢意。
由于译者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者不吝指正。
译者
2013年1月于西安交通大学
译者序
前言
引言
第1章 离散时间信号和系统1
1.1 概述1
1.2 离散时间信号1
1.3 离散时间系统4
1.3.1 线性4
1.3.2 时不变性5
1.3.3 因果关系5
1.3.4 冲激响应与卷积和6
1.3.5 稳定性8
1.4 差分方程与时域响应8
1.4.1 递归与非递归系统对比11
1.5 求解差分方程11
1.5.1 计算冲激响应17
1.6 连续时间信号采样19
1.6.1 基本原理19
1.6.2 采样定理19
1.7 随机信号32
1.7.1 随机变量32
1.7.2 随机过程34
1.7.3 随机信号滤波36
1.8 实验：离散时间信号和系统37
1.9 离散时间信号和系统与MATLAB41
1.10 总结41
1.11 习题41
第2章 z变换和傅里叶变换46
2.1 概述46
2.2 z变换的定义46
2.3 z反变换51
2.3.1 基于留数定理的计算52
2.3.2 部分分式展开法54
2.3.3 多项式长除法56
2.3.4 级数展开法57
2.4 z变换的性质58
2.4.1 线性58
2.4.2 时间反转59
2.4.3 时移定理59
2.4.4 指数倍乘59
2.4.5 复数微分59
2.4.6 复共轭60
2.4.7 实部与虚部序列60
2.4.8 初值定理60
2.4.9 卷积定理60
2.4.10 序列相乘61
2.4.11 帕塞瓦尔定理62
2.4.12 基本z变换表62
2.5 传递函数65
2.6 z域稳定性66
2.7 频率响应68
2.8 傅里叶变换72
2.9 傅里叶变换的性质75
2.9.1 线性75
2.9.2 时间反转75
2.9.3 时移定理75
2.9.4 复指数倍乘（频移、调制）75
2.9.5 复数差分75
2.9.6 复共轭75
2.9.7 实数与虚数序列76
2.9.8 对称和反对称序列76
2.9.9 卷积定理77
2.9.10 序列相乘77
2.9.11 帕塞瓦尔定理77
2.10 周期序列傅里叶变换77
2.11 变换域随机信号78
2.11.1 功率谱密度78
2.11.2 白噪声80
2.12 实验：z变换和傅里叶变换80
2.13 z变换和傅里叶变换与MATLAB85
2.14 总结87
2.15 习题87
第3章 离散变换91
3.1 概述91
3.2 离散傅里叶变换91
3.3 DFT的性质97
3.3.1 线性97
3.3.2 时间反转97
3.3.3 时移定理97
3.3.4 循环频移定理（调制定理）99
3.3.5 时域循环卷积99
3.3.6 相关性100
3.3.7 复共轭101
3.3.8 实数与虚数序列101
3.3.9 对称与反对称序列101
3.3.10 帕塞瓦尔定理103
3.3.11 DFT与z变换的关系103
3.4 DFT数字滤波器104
3.4.1 线性和循环卷积104
3.4.2 重叠相加法106
3.4.3 重叠保留法109
3.5 快速傅里叶变换111
3.5.1 2为基时域抽取算法112
3.5.2 频域抽取117
3.5.3 4为基算法119
3.5.4 任意值N算法122
3.5.5 计算DFT的其他技术123
3.6 其他离散变换123
3.6.1 离散变换和帕塞瓦尔定理124
3.6.2 离散变换和正交性125
3.6.3 离散余弦变换126
3.6.4 正弦和余弦变换族130
3.6.5 离散哈特利变换130
3.6.6 哈达马变换131
3.6.7 其他重要变换132
3.7 信号表示法132
3.7.1 拉普拉斯变换132
3.7.2 z变换133
3.7.3 傅里叶变换（连续时间）133
3.7.4 傅里叶变换（离散时间）133
3.7.5 傅里叶级数134
3.7.6 离散傅里叶变换134
3.8 实验：离散变换135
3.9 离散变换与MATLAB137
3.10 总结138
3.11 习题139
第4章 数字滤波器143
4.1 概述143
4.2 非递归数字滤波器的基本结构143
4.2.1 直接型144
4.2.2 级联型144
4.2.3 线性相位型145
4.3 递归数字滤波器的基本结构150
4.3.1 直接型150
4.3.2 级联型152
4.3.3 并联型153
4.4 数字网络分析155
4.5 状态空间描述157
4.6 数字网络的基本性能158
4.6.1 特勒根定理158
4.6.2 互易性159
4.6.3 中间互易160
4.6.4 转置160
4.6.5 灵敏度161
4.7 积木块165
4.7.1 二阶积木块165
4.7.2 数字振荡器167
4.7.3 梳状滤波器168
4.8 实验：数字滤波器169
4.9 数字滤波器与MATLAB171
4.10 总结174
4.11 习题174
第5章 FIR滤波器逼近179
5.1 概述179
5.2 标准滤波器的理想特性179
5.2.1 低通、高通、带通和带阻滤波器180
5.2.2 微分器180
5.2.3 希尔伯特变换器181
5.2.4 小结183
5.3 频率采样逼近FIR滤波器183
5.4 窗函数逼近FIR滤波器188
5.4.1 矩形窗190
5.4.2 三角窗190
5.4.3 汉明窗和汉宁窗191
5.4.4 布莱克曼窗192
5.4.5 凯泽窗194
5.4.6 道尔夫切比雪夫窗199
5.5 最平坦滤波器逼近200
5.6 优化FIR滤波器逼近203
5.6.1 加权最小二乘法206
5.6.2 切比雪夫法209
5.6.3 WLS切比雪夫法213
5.7 实验:FIR滤波器逼近217
5.8 FIR滤波器逼近与MATLAB220
5.9 总结224
5.10 习题224
第6章 IIR滤波器逼近229
6.1 概述229
6.2 模拟滤波器逼近229
6.2.1 模拟滤波器性能指标229
6.2.2 巴特沃斯逼近230
6.2.3 切比雪夫逼近231
6.2.4 椭圆逼近234
6.2.5 频率变换236
6.3 连续时域到离散时域变换242
6.3.1 冲激响应不变法242
6.3.2 双线性变换法244
6.4 离散时域频率变换248
6.4.1 低通低通变换248
6.4.2 低通高通变换249
6.4.3 低通带通变换249
6.4.4 低通带阻变换249
6.4.5 可变截止频率滤波器设计250
6.5 幅度和相位逼近251
6.5.1 基本原理251
6.5.2 多变量函数最小化方法253
6.5.3 交替法255
6.6 时域逼近257
6.6.1 逼近方法258
6.7 实验:IIR滤波器逼近259
6.8 IIR滤波器逼近与MATLAB262
6.9 总结265
6.10 习题266
第7章 谱估计269
7.1 概述269
7.2 估计理论269
7.3 非参数谱估计270
7.3.1 周期图270
7.3.2 周期图变异271
7.3.3 最小方差谱估计272
7.4 建模理论275
7.4.1 有理传递函数建模275
7.4.2 耶鲁沃克方程278
7.5 参数谱估计279
7.5.1 线性预测280
7.5.2 协方差法282
7.5.3 自相关方法283
7.5.4 莱文森杜斌算法283
7.5.5 伯格方法285
7.5.6 莱文森杜斌算法与网格结构关系287
7.6 维纳滤波器288
7.7 其他谱估计方法290
7.8 实验:谱估计290
7.9 谱估计与MATLAB295
7.10 总结296
7.11 习题297
第8章 多重速率系统300
8.1 概述300
8.2 基本原理300
8.3 抽取301
8.4 内插304
8.4.1 内插示例306
8.5 采样率变化307
8.6 逆运算307
8.7 诺贝尔一致性308
8.8 多相分解309
8.9 切换模型311
8.10 抽取和内插实现高效滤波器313
8.10.1 窄带FIR滤波器313
8.10.2 具有窄过渡带的宽带FIR滤波器315
8.11 重叠块滤波316
8.11.1 不重叠情况317
8.11.2 重叠输入和输出319
8.11.3 快速卷积结构Ⅰ321
8.11.4 快速卷积结构Ⅱ322
8.12 多重速率系统的随机信号324
8.12.1 内插随机信号324
8.12.2 抽取随机信号325
8.13 实验：多重速率系统325
8.14 多重速率系统与MATLAB327
8.15 总结329
8.16 习题329
第9章 滤波器组332
9.1 概述332
9.2 滤波器组332
9.2.1 带通信号抽取332
9.2.2 带通信号逆抽取333
9.2.3 精确抽取M段滤波器组333
9.3 完全重构335
9.3.1 多相分量M带滤波器组335
9.3.2 M带滤波器组的完全重构336
9.4 分析M带滤波器组341
9.4.1 调制矩阵表示342
9.4.2 时域分析343
9.4.3 正交和双正交滤波器组349
9.4.4 解多路复用器353
9.5 普通双带完全重构滤波器组354
9.6 QMF滤波器组357
9.7 CQF滤波器组359
9.8 块变换363
9.9 余弦调制滤波器组366
9.9.1 余弦调制滤波器组设计优化问题370
9.10 重叠变换373
9.10.1 快速算法和双正交LOT379
9.10.2 广义LOT381
9.11 实验：滤波器组387
9.12 滤波器组与MATLAB395
9.13 总结396
9.14 习题396
第10章 小波变换399
10.1 概述399
10.2 小波变换399
10.2.1 分级滤波器组399
10.2.2 小波399
10.2.3 尺度函数404
10.3 x(t)和x(n)的关系404
10.4 小波变换与时频分析405
10.4.1 短时傅里叶变换405
10.4.2 连续时间小波变换408
10.4.3 采样连续时间小波变换：离散小波变换409
10.5 多分辨率表示411
10.5.1 双正交多分辨率表示413
10.6 小波变换与滤波器组415
10.6.1 滤波器系数之间的关系419
10.7 正则性422
10.7.1 正则性条件对滤波器组的附加约束422
10.7.2 正则性实际估计423
10.7.3 消失矩数424
10.8 小波示例425
10.9 图像小波变换427
10.10 有限长信号小波变换430
10.10.1 周期信号扩展430
10.10.2 对称信号扩展432
10.11 实验：小波变换436
10.12 小波与MATLAB441
10.13 总结445
10.14 习题445
第11章 有限精度数字信号处理448
11.1 概述448
11.2 二进制数表示449
11.2.1 定点表示449
11.2.2 有符号二次幂表示450
11.2.3 浮点表示451
11.3 基本单元451
11.3.1 二进制补码表示特性451
11.3.2 串行加法器452
11.3.3 串行乘法器453
11.3.4 并行加法器459
11.3.5 并行乘法器459
11.4 分布式算法实现460
11.5 乘积量化464
11.6 信号缩放468
11.7 系数量化474
11.7.1 灵敏度标准475
11.7.2 统计预测字长477
11.8 极限环479
11.8.1 颗粒极限环480
11.8.2 溢出极限环481
11.8.3 消除零输入极限环482
11.8.4 消除常数输入极限环487
11.8.5 溢出非线性数字滤波器的强迫响应稳定性488
11.9 实验：有限精度数字信号处理491
11.10 有限长精度数字信号处理与MATLAB493
11.11 总结493
11.12 习题494
第12章 FIR结构496
12.1 概述496
12.2 格型构成496
12.2.1 格型滤波器组497
12.3 多相型501
12.4 频域型502
12.5 递归运算和型502
12.6 修正辛格滤波器503
12.7 降低算术运算次数504
12.7.1 前置滤波器法504
12.7.2 内插法506
12.7.3 频率响应隐蔽法509
12.7.4 正交法518
12.8 实验：FIR结构521
12.9 FIR结构与MATLAB524
12.10 总结524
12.11 习题525
第13章 IIR结构528
13.1 概述528
13.2 并联和级联型IIR滤波器528
13.2.1 并联型528
13.2.2 级联型530
13.2.3 误差频谱整形533
13.2.4 闭合形式缩放535
13.3 状态空间模块536
13.3.1 最优状态空间模块537
13.3.2 无极限环状态空间模块540
13.4 格型滤波器546
13.5 双互补滤波器551
13.5.1 QMF滤波器组实现554
13.6 波动滤波器555
13.6.1 动机555
13.6.2 波元件557
13.6.3 格型波动数字滤波器568
13.7 实验：IIR结构573
13.8 IIR结构与MATLAB574
13.9 总结575
13.10 习题575
参考文献578
索引591
