現代信號處理/全國普通高校通信工程專業規劃教材 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

本書是在多年教學的基礎上，汲取多方麵的建議，參考瞭國內外相關書籍，以滿足現代信號處理知識結構和應用能力為教學目標編寫而成的。全書含平穩隨機信號、功率譜估計、非平穩隨機信號、時頻分析的基礎、時頻分析方法、采樣率轉換和濾波器組、小波變換、希爾伯特-黃變換、壓縮感知共九章。每章後有習題和思考題，書末給齣部分習題參考答案。本書可作為高等院校通信、電子信息、測控技術與儀器等專業的研究生或高年級學生的教材或教學參考書，還可供從事電子係統研製與開發的工程技術人員使用。
本書特色如下：
1. 依據學生特點簡化信號處理的理論推導過程，注重信號處理知識體係的構建。
2. 依據信號的特點由簡入繁安排內容，使學生能夠循序漸進理解現代信號處理理論的基礎知識，掌握信號處理方法。
3. 突齣非平穩信號的處理思路和方法。

內容簡介

本書內容涵蓋瞭現代信號處理的主要知識體係，主要包含針對平穩信號的統計信號處理方法和非平穩信號采用的時頻分析方法兩大部分。全書包含平穩隨機信號、功率譜估計、非平穩隨機信號、時頻分析基礎、時頻分析方法、濾波器組、小波變換、希爾伯特�不票浠緩脫顧醺兄�等內容，涉及瞭現代信號處理的基本方法，對目前發展較快的希爾伯特�不票浠緩脫顧醺兄�也進行瞭詳細的介紹。在編寫中，編者力求簡化數學理論的繁復推導，突齣信號處理方法，幫助讀者建立知識框架並能據此進行科學研究，解決實際問題。
本書可以作為理工科高年級本科生和研究生的教材及參考書，也可以作為工程技術人員的自學參考書籍。

目錄

第1章平穩隨機信號
1.1隨機變量
1.1.1隨機變量的概念
1.1.2離散型隨機變量
1.1.3連續型隨機變量
1.1.4隨機變量的數字特徵
1.2隨機信號
1.2.1隨機信號與隨機過程
1.2.2隨機信號的分類
1.2.3隨機信號的數學描述方法
1.3隨機信號的平穩性
1.3.1平穩隨機信號的概念
1.3.2隨機信號平穩性的判斷方法
1.3.3平穩隨機信號的時域統計錶達
1.3.4平穩隨機信號頻域特徵
1.3.5平穩隨機信號的各態遍曆性
1.4本章小結
習題1
第2章功率譜估計方法
2.1經典的功率譜估計方法
2.1.1周期圖法
2.1.2自相關法
2.2參數模型功率譜估計方法
2.2.1參數模型的建立
2.2.2AR模型及其功率譜估計方法
2.2.3MA模型及功率譜估計方法
2.2.4ARMA模型及功率譜估計方法
2.3本章小結
習題2
第3章非平穩隨機信號
3.1非平穩隨機信號的統計描述方法
3.1.1概率與概率密度函數
3.1.2非平穩隨機信號的統計特徵
3.2非平穩隨機信號的時變功率譜
3.2.1時變自相關函數
3.2.2時變功率譜密度函數
3.3非平穩隨機信號的時變參數模型
3.4非平穩隨機信號的時頻分析方法
3.5本章小結
習題3
第4章時頻分析基礎
4.1時頻分析的必要性
4.1.1傅裏葉分析的充分條件
4.1.2傅裏葉分析的局限性
4.2瞬時頻率
4.2.1傅裏葉頻率
4.2.2時寬與頻寬
4.2.3瞬時頻率
4.2.4群延遲
4.2.5測不準原理
4.3多分量信號與單分量信號
4.3.1多分量信號的頻率特徵
4.3.2單分量信號與窄帶信號
4.4信號的分解與重構
4.4.1基函數
4.4.2正交分解
4.4.3完備分解
4.4.4標架及Riesz基
4.5本章小結
習題4
第5章時頻分析方法
5.1短時傅裏葉變換
5.1.1連續信號的短時傅裏葉變換
5.1.2離散信號的短時傅裏葉變換
5.2Gabor變換
5.2.1Gabor展開
5.2.2Gabor變換
5.3Wigner分布
5.3.1Wigner分布的概念
5.3.2Wigner分布的性質
5.3.3Wigner分布與模糊函數
5.4Cohen類時頻分布
5.4.1Cohen類時頻分布的錶示形式
5.4.2典型的Cohen類時頻分布
5.4.3理想時頻分布的性質
5.4.4最優核函數的設計
5.5本章小結
習題5
第6章采樣率轉換與濾波器組
6.1信號的抽取與插值及其濾波器實現方法
6.1.1信號的抽取與插值
6.1.2采樣率轉換
6.1.3信號的多相錶示方法
6.2濾波器組基礎
6.2.1濾波器組的工作原理
6.2.2信號的準確重建
6.2.3兩通道濾波器組中的函數關係
6.2.4準確重建濾波器組
6.2.5調製濾波器組
6.3兩通道濾波器組
6.3.1標準正交鏡像濾波器組
6.3.2共軛正交鏡像濾波器組
6.3.3仿酉濾波器組
6.3.4樹狀濾波器組
6.4M通道濾波器組
6.4.1M通道濾波器組的結構
6.4.2M通道濾波器組的多相形式
6.4.3M通道濾波器組的混疊抵消和準確重建
6.5本章小結
習題6
第7章小波分析
7.1連續小波變換
7.1.1小波變換及時頻分析
7.1.2小波變換的性質
7.1.3小波容許條件
7.1.4小波重構
7.2離散小波變換
7.2.1離散小波變換
7.2.2離散小波的穩定條件
7.2.3小波標架
7.2.4Riesz基
7.2.5小波級數
7.3尺度函數與小波
7.3.1多分辨分析
7.3.2尺度函數與小波函數
7.3.3二尺度差分方程
7.4小波及小波構造
7.4.1經典小波
7.4.2小波的屬性
7.4.3正交小波的構造
7.4.4雙正交小波
7.4.5小波包
7.5本章小結
習題7
第8章希爾伯特�不票浠�
8.1希爾伯特�不票浠環椒�
8.1.1經典的時頻分析方法的局限性
8.1.2希爾伯特�不票浠桓攀�
8.1.3希爾伯特�不票浠壞暮誦乃枷�
8.2經驗模式分解方法
8.2.1固有模態函數
8.2.2經驗模式分解算法
8.2.3集總經驗模式分解方法
8.3希爾伯特�不破�
8.3.1希爾伯特譜
8.3.2希爾伯特邊際譜
8.4局部均值分解
8.4.1局部均值分解算法
8.4.2局部均值分解與經驗模式分解的比較
8.5希爾伯特�不票浠淮嬖詰奈侍�
8.6本章小結
習題8
第9章壓縮感知
9.1壓縮感知基礎
9.1.1壓縮感知的概念
9.1.2壓縮感知的理論框架
9.2信號的稀疏錶示方法
9.2.1信號的稀疏性
9.2.2信號的稀疏錶示
9.3測量矩陣的構造方法
9.3.1觀測矩陣的定義
9.3.2測量矩陣的性質
9.3.3測量矩陣的構造
9.4稀疏信號的恢復方法
9.4.1稀疏信號的重構條件
9.4.2稀疏重構算法
9.5壓縮感知的應用
9.6本章小結
習題9
參考文獻

精彩書摘

第5章時頻分析方法
時頻分析主要有綫性和非綫性兩類時頻分析方法。其中綫性時頻分析是以傅裏葉分析為基礎的，典型的有短時傅裏葉變換(Short Time Fourier Transform，STFT)、Gabor變換和小波變換(Wavelet Transform，WF)； 而非綫性時頻分析方法主要指二次型時頻分析，以Cohen類分布為代錶，典型的有Wigner�睼ille分布(WVD)。本章主要介紹上述幾種時頻分析的概念、原理和方法。
5.1短時傅裏葉變換
對於非平穩的隨機信號來說，信號的頻率在隨時間變化，不滿足傅裏葉變換的條件，同時，由於傅裏葉變換的基函數是正弦信號，是全局變換，缺少時域定位的功能，因此傅裏葉變換不適用於時變信號。
1946年，Gabor提齣瞭短時傅裏葉變換，即在時域用窗函數g(τ)與信號x(τ)相乘以達到截取信號的目的，然後對截下來的局部信號作傅裏葉變換，不斷地移動窗函數g(τ)的中心位置，即可得到信號在連續的不同時間段裏的傅裏葉變換，將這些傅裏葉變換組閤起來，就得到瞭信號的短時傅裏葉變換，短時傅裏葉變換也叫加窗傅裏葉變換。
5.1.1連續信號的短時傅裏葉變換
短時傅裏葉變換與傅裏葉變換一樣，要求信號是能量有限信號。因此，給定一平方可積信號，即x(t)∈L2(R)，其STFT為：
STFTx(t,Ω)=∫x(τ)g*t,Ω(τ)dτ
=∫x(τ)g*(τ－t)e－jΩτdτ=(5.1.1)
STFTx(t,Ω)是變量(t,Ω)的二維函數。在式(5.1.1)中
gt,Ω(τ)=g(τ－t)ejΩτ(5.1.2)
稱為窗函數。
窗函數g(τ)應取對稱函數，並且滿足‖g(τ)‖=1，‖gt,Ω(τ)‖=1。在時域內，窗函數應該是有限支撐的，這樣，STFT的基函數g(τ－t)ejΩτ，在時域和頻域就都是有限支撐的，具有時頻定位的功能。
……

前言/序言

本書是為瞭配閤研究生的現代信號處理課程而編寫的。信號處理在越來越多的領域中得到瞭廣泛應用，復雜的工作環境和多種多樣的未知信號給信號處理技術帶來瞭挑戰，也促使每一個從事信號處理工作的科研人員不斷創新，研究新的理論和方法。傳統的信號處理理論博大精深，需要經過係統的培訓和學習，在科研和教學中我們發現，精細深厚的理論基礎固然十分重要，而搭建一個完整的知識框架，能夠快速地將信號及其係統定位，進而找到閤適的分析方法，對高年級本科生、研究生和科研工作者更是非常必要的。為此，我們結閤多年的工作經驗，寫齣這本關於現代信號處理方法的圖書，旨在對平穩的和非平穩的隨機信號的常用和最新齣現的分析方法進行介紹、分析和比較，更好地幫助讀者在實際工作中使用。
全書共分9章。
第1章平穩隨機信號，介紹平穩隨機信號的特點、數學描述手段，利用統計知識進行信號分析的方法。在這一章介紹的均值、方差、相關函數、信號的平穩性等概念是統計信號處理的基礎，同時信號平穩性的判彆是選擇信號分析方法的重要依據之一。
第2章是功率譜估計方法的內容，平穩隨機信號需要藉助功率譜進行分析。功率譜的估計有經典估計和參數模型估計兩種，兩種方法相輔相成。自相關函數、功率譜的定義及兩者之間的關係以及AR、MA、ARMA模型參數的確定和功率譜估計方法是這一章的重要內容。
第3章非平穩隨機信號，包含非平穩隨機信號的定義、統計描述，以及與平穩隨機信號的比較。建立時變功率譜及時變參數模型，是基於統計的非平穩信號的主要分析方法。
第4章介紹時頻分析的基礎知識，包括信號的時間、尺度、頻率的基本概念，信號變換的完備性和正交性，瞬時頻率的概念和確定方法。
第5章介紹發展過程中的時頻分析方法，包含短時傅裏葉變換、Gabor變換、Wigner分布、Cohen類時頻分布等。
第6章采樣率轉換與濾波器組，主要介紹多抽樣率信號處理方法。主要有信號的抽取、插值，多相錶示，濾波器組的基本概念，兩通道濾波器組輸入、輸齣的關係，共軛正交鏡像濾波器組和M通道濾波器組。
第7章小波變換，包含小波分解與重構，多分辨分析，小波重構、正交小波、雙正交小波及小波包等內容。
第8章希爾伯特�不票浠唬�介紹經驗模式分解方法、集總經驗模式分解和趨勢局部均值分解方法，單分量信號的確定方法，固有模態函數及調幅調頻信號的特點。
第9章是壓縮感知的基本內容，壓縮感知在現代信號處理中的應用日益廣泛。這一章主要介紹信號稀疏錶示的方法，測量矩陣的性質和構造方法。
本書特色如下：
（1） 依據學生特點簡化信號處理的理論推導過程，注重信號處理知識體係的構建。
（2） 依據信號的特點由簡入繁安排內容，使學生能夠循序漸進地理解現代信號處理理論的基礎知識，掌握信號處理方法。
（3） 突齣非平穩信號的處理思路和方法。
本書內容豐富，涵蓋瞭現代信號處理的主要知識體係，在編寫中，編者力求注重實用性和簡潔性，對繁復的數學推導進行瞭簡化，重點介紹非平穩信號處理的方法。編者所在的華北理工大學信息工程學院的領導和同事給予瞭編者無私的支持，在此錶示由衷的感謝！本書第3~9章由安穎編寫，第1、2章由崔東艷編寫，劉利平負責全書的統稿校對。由於作者水平有限，現代信號處理方法內容又極其豐富，書中一定存在不少疏漏及不妥之處，懇切盼望讀者予以批評指正。
編者
2017年3月

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