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採得百花成蜜後,為誰辛苦為誰甜?
——唐代 · 羅隱《蜂》
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MATLAB廣泛用於數據分析、無線通信、深度學習、數據挖掘、圖像處理、計算機視覺與信號處理等領域。《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現(科學與工程計算技術叢書)》以數字信號處理為背景,系統討論了MATLAB在信號處理領域的知識與應用,具體包括數字信號處理的基本理論、分析方法、算法的設計與實現、輸出結果的數值與可視化展示等內容,涉及信號處理的各個方面,是一本比較全面的參考書。
《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現(科學與工程計算技術叢書)》分為13章,全面系統地討論了信號處理的相關問題。其中第1~7章介紹了信號的採集、Z變換、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、噪聲分布函數、IIR數字濾波器以及FIR數字濾波器的相關知識和實現方法;第8、9章着重對隨機信號處理、功率譜分析、小波變換加以闡述;第10~13章介紹了MATLAB在信號處理領域主要工具箱的使用與設計過程。該書涉及的MATIAB代碼已經全部調試通過,所附結果均為書中代碼運行輸出結果,並在代碼中備註了較詳盡的解釋說明。
《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現(科學與工程計算技術叢書)》的特點是實用,知識內容與應用實例緊密結合,講解深入淺出,實例程序既有單個函數的應用方法,又包括整體系統的程序實現,同時也展示最後的分析計算結果。
該書可作為高校電子信息工程、通信工程以及計算機科學與技術專業本科生和研究生的教學用書,也可作為科研技術人員的參考用書。
作者簡介
張軼 湖北省沙市人,武漢紡織大學副教授,碩士生導師。多年來工作在教學與科研第一線,主講「MATLAB應用實踐」「多媒體通信技術」「數據交換與傳輸」「無線傳感網絡」「計算機網絡與仿真」「數據挖掘」「數學建模與仿真」「電磁場與電磁波」等本科生課程,以及「隨機信號分析與仿真」「移動通信技術」等研究生課程。已發表教學研究類論文6篇,出版普通高等教育「十三五」規劃教材2部,主持省級教學研究與改革項目2項,以及教育部高等學校電子信息專業教學指導委員會教學改革研究項目1項,主持完成中國紡織工業聯合會教研項目1項、校級研究生教育教學研究項目1項,指導完成湖北省大學生創新創業實踐項目1項,連續兩年指導本科生畢業設計獲得省級優秀學士論文。榮獲院級青年教師講課比賽二等獎,武漢紡織大學本科教學質量—等獎。
圖書目錄
第1章 信號採樣與波形實現
1.1 基本信號波形的MATLAB實現1.2 信號的MATLAB運算處理1.3 LTI連續系統信號時域分析與MATLAB實現1.4 LTI離散系統信號時域分析與MATLAB實現1.5 本章小結第2章 Z變換與MATLAB信號處理2.1 函數的Z變換與MATLAB處理2.2 函數的逆Z變換與MATLAB處理2.3 residuez函數的部分分式展開2.4 系統零極點分析與MATLAB實現2.5 離散系統頻域響應分析與MATLAB實現2.6 離散系統的差分解析與MATLAB實現2.7 本章小結第3章 離散傅里葉變換與MATLAB實現3.1 有限長序列處理與MATLAB實現3.2 N點離散傅里葉變換與MATLAB實現3.3 序列圓周積分與MATLAB實現3.4 本章小結第4章 快速傅里葉變換與MATLAB實現4.1 FFT函數調用格式4.2 基於FFT的噪聲信號分析與MATLAB實現4.3 高斯脈衝信號分析與MATLAB實現4.4 三角函數FFT分析與MATLAB實現4.5 FFT快速卷積與MATLAB實現4.6 本章小結第5章 噪聲信號分布函數與MATLAB實現5.1 均勻分布5.2 正態分布5.3 卡方分布5.4 F分布5.5 T分布5.6 指數分布5.7 伽馬分布5.8 對數正態分布5.9 瑞利分布5.10 威布爾分布5.11 二項分布5.12 幾何分布5.13 泊松分布5.14 本章小結第6章 無限衝激響應濾波器與MATLAB實現6.1 IIR數字濾波器結構6.1.1 IIR數字濾波器直接型結構及MATLAB實現6.1.2 IIR數字濾波器級聯型結構及MATLAB實現6.1.3 IIR數字濾波器並聯型結構及MATLAB實現6.2 IIR數字濾波器基礎——模擬低通濾波器結構及MATLAB實現6.2.1 巴特沃斯濾波器結構及MATLAB實現6.2.2 切比雪夫濾波器結構及MATLAB實現6.2.3 IIR數字低通濾波器的MATLAB實現(基於脈衝響應不變法)6.2.4 IIR數字低通濾波器的MATLAB實現(基於雙線性變換法)6.3 模擬低通濾波器的頻率變換(高通、帶通、帶阻濾波器的變換)6.4 本章小結第7章 有限衝激響應濾波器與MATLAB實現7.1 FIR數字濾波器結構7.2 FIR數字濾波器窗函數設計及MATLAB實現7.2.1 矩形窗MATLAB設計7.2.2 三角窗MATLAB設計7.2.3 漢寧窗MATLAB設計7.2.4 漢明窗MATLAB設計7.2.5 布萊克曼窗MATLAB設計7.2.6 凱撒窗MATLAB設計7.2.7 巴特窗MATLAB設計7.2.8 濾波器窗函數設計比較7.3 基於頻率採樣的FIR數字濾波器設計及MATLAB實現7.4 其他類型的FIR數字濾波器設計及MATLAB實現7.4.1 等紋波濾波器MATLAB設計7.4.2 梳狀濾波器MATLAB設計7.4.3 維納濾波器MATLAB設計7.4.4 Kalman(卡爾曼)濾波器MATLAB設計7.4.5 自適應濾波器MATLAB設計7.4.6 Lattice濾波器MATLAB設計7.5 本章小結第8章 隨機信號處理與MATLAB實現8.1 隨機信號處理MATLAB基本函數8.2 隨機信號功率譜分析與MATLAB實現8.2.1 經典譜估計8.2.2 參數譜估計8.2.3 AR譜估計8.3 本章小結第9章 基於小波分析的信號處理與MATLAB實現9.1 小波變換的MATLAB實現9.2 小波信號分析9.3 基於提升方案的MATLAB信號分析9.3.1 一維提升小波分解及重構lwt&ilwt9.3.2 二維提升小波分解及重構lwt2&ilwt29.3.3 提升或重構小波係數lwtcoef&lwtcoef29.4 小波去噪實現及MATLAB應用9.4.1 基於小波變換的一維信號降噪9.4.2 降噪壓縮的小波變換默認閾值獲取9.4.3 一維或二維信號全局閾值降噪壓縮9.5 小波變換與傅里葉變換比較9.6 小波工具箱應用9.6.1 基於小波工具箱的一維小波包分析9.6.2 基於小波工具箱的Wavelet 1-D分析9.7 本章小結第10章 語音信號處理與MATLAB實現10.1 語音信號模型10.2 語音信號的特點與採集10.3 短時傅里葉變換的頻譜分析10.4 語音信號壓縮與去噪處理10.5 本章小結第11章 數字圖像信號去噪處理與MATLAB實現11.1 圖像導入的基本MATLAB函數11.2 圖像增強及MATLAB分析11.3 本章小結第12章 場論信號的MATLAB處理12.1 標量場的MATLAB可視化12.2 矢量場的MATLAB可視化12.3 梯度、散度、旋度的MATLAB可視化12.4 拉普拉斯運算的MATLAB可視化12.5 基於PDEtool求解微分方程的MATLAB可視化12.6 本章小結第13章 Simulink信號分析與處理13.1 Simulink模型建立13.2 Simulink離散信號產生及時間變量變換13.3 Simulink信號與系統分析13.4 本章小結參考文獻
精彩書評
★ 孫中亮 大唐移動通信設備有限公司
從時域轉變到頻域進行信號分析,是人們認識信號本質的一次巨大飛躍。《MATLAB信號處理一一算法、仿真與實現》的作者將多年的信號處理理論與MATLAB實踐教學經驗融於書中,對MATLAB編程方法、信號處理理論中的公式圖形化及多場景實驗進行了總結,並歸納出可以借鑑的設計流程,值得參考。
★ 羅義軍 武漢大學電子信息學院
《MATLAB信號處理_—一算法、仿真與實現》利用MATLAB=維或三維圖形化表示及Simulink仿真功能,研究了矩陣運算、信號流圖處理、濾波器設計及優化、隨機信號分析等信號處理領域的重要內容,力求基於可視化編程軟件解決信號處理問題中的繁雜數學推導,是電子信息、信號處理等專業讀者的理想參考書。
★ 周瑜 華中科技大學電子信息與通信學院
《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現》把信號處理理論與MATLAB編程相結合,可有效地幫助讀者理解信號處理理論的原理與工程應用。全書系統梳理了各類信號處理的模型分析與設計方法,並給出大量MATLAB/Simulink實現的程序實例與圖形描述結果,代碼中附有詳細的注釋說明, 「他山之石,可以攻玉」,該書對初學者甚至經驗豐富的技術人員,都有很好的借鑑意義。
★楊鵬 華中科技大學電子信息與通信學院
《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現》詳細闡述了MATLAB編程方法、Simulink仿真步驟及信號處理理論要點,並對列舉的大量案例做了註解,可讀性強。藉助這部著作,無論是信號處理的專業學習,或是MATLAB編程運用,都可以達到事半功倍的效果。
★鄧賢君 華中科技大學網絡空間安全學院
《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現》中每章節都給出了多個MATLAB應用場景,以對應的參數選擇體現MATLAB的編程效果,強調應用與實現。該書立足於使用MATLAB軟件解決系統設計問題,有利於讀者真正理解並掌握MATLAB/Simulink工具的使用,藉此實現系統的搭建及性能的驗證。
編輯推薦
MATLAB被譽為工程應用軟件的首選平台。它利用計算機為信號處理、系統建模、數值計算、理論驗證及系統仿真等提供解決方案,已經成為國內外學者熱衷採用的科研輔助工具。編寫《MATLAB信號處理——算法、仿真與實現》的目的是藉助MATLAB的矩陣運算、函數及工具箱解決信號處理中複雜的公式推導與理論計算、繁瑣的繪圖及結果分析等問題,幫助讀者全面掌握MATLAB編程、Simulink仿真、典型工具箱軟件及各類具體應用的系統建模知識。全書涵蓋了如下核心知識要點:
數字信號處理建模理論基礎與仿真;
通信系統時域分析的MATLAB實現;
通信系統頻域分析與設計的MATLAB實現;
IIR/FIR濾波器設計的MATLAB實現;
語音信號處理的MATLAB實現;
圖像信號處理的MATLAB實現;
隨機信號處理及譜分析的MATLAB實現;
小波工具箱的使用及在信號處理領域的MATLAB實現;
場論中矢量信號計算的MATLAB編程實現及圖形化描述;
Simulink模塊設計與仿真。
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