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第1章 信号处理工具箱 1

1.1 Matlab中的信号表示与产生 2

1.1.1 Matlab中的信号表示方法 2

1.1.2 工具箱中的信号产生函数 3

1.1.3 信号的基本运算和基本属性 9

1.2 z变换和离散时间系统 10

1.2.1 z变换 10

1.2.2 离散线性系统模型 10

1.2.3 线性系统变换 12

1.3 信号的数学变换 20

1.3.1 离散傅立叶变换(DFT) 20

1.3.2 快速离散傅立叶变换(FFT) 21

1.3.3 离散余弦变换(DCT) 23

1.3.4 离散希尔伯特变换(HCT) 26

1.3.5 Chrip-Z变换(CZT) 27

1.4 滤波器的分析与实现 29

1.4.1 线性系统与滤波器的分析 29

1.4.2 滤波器的实现 36

1.5 模拟滤波器和无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计 39

1.5.1 滤波器设计的一些基本概念 39

1.5.2 模拟低通滤波器的设计 41

1.5.3 频率变换和模拟高通、带通、带阻滤波器的设计 46

1.5.4 模拟滤波器的离散化 50

1.5.5 标准模拟／数字滤波器设计函数 53

1.5.6 数字滤波器的最小阶次估计 61

1.6 窗函数 66

1.7 有限冲激响应(FIR)滤波器的设计 73

1.7.1 窗函数设计法 74

1.7.2 最小平方逼近法 76

1.7.3 一致逼近法 81

1.7.4 用于信号插值的限带滤波器 83

1.8 采样率转换 84

1.8.1 信号的整数倍抽取(decimation) 84

1.8.2 信号的整数倍插值(interpolation) 85

1.8.3 任意倍数的信号重采样(resample) 86

1.9 随机信号分析与经典谱估计 88

1.9.1 随机变量 88

1.9.2 随机信号 89

1.9.3 相关函数和协方差的估计 90

1.9.4 经典功率谱估计 92

1.9.5 基于经典谱估计的系统辨识 97

1.10 参数模型功率谱估计与系统辨识 99

1.10.1 平稳随机信号的参数模型 99

1.10.2 AR模型的递推估计 100

1.10.3 由冲激响应辨识系统的传递函数 102

1.10.4 由频率响应辨识系统的传递函数 105

1.11 倒谱分析 107

1.12 中值滤波 110

1.13 短时傅立叶变换与时-频分析 111

参考文献 113

第2章 图像处理工具箱 114

2.1 Matlab中的图像类型及类型转换 115

2.1.1 图像和图像数据 115

2.1.2 图像处理工具箱所支持的图像类型 115

2.1.3 图像类型转换 118

2.2 图像文件的读/写和显示 122

2.2.1 图像文件的读写 122

2.2.2 图像显示 125

2.3 图像插值与剪切 130

2.3.1 图像插值 130

2.3.2 图像的插值缩放 132

2.3.4 图像的剪切 133

2.3.3 图像的插值旋转 133

2.4 图像的数学变换 135

2.4.1 快速傅立叶变换(FFT) 135

2.4.2 离散余弦变换(DCT) 140

2.4.3 Radon变换 143

2.5 滑动窗与图像块 147

2.6 二维线性滤波与滤波器设计 150

2.6.1 二维卷积 150

2.6.2 常用算子与二维滤波 151

2.6.3 二维FIR滤波器的频率响应和窗函数设计法 154

2.6.4 二维FIR滤波器设计的频率采样法 158

2.6.5 二维FIR滤波器设计的频率变换法 160

2.7 像素值与统计特征的分析 161

2.7.1 像素颜色值的获取 161

2.7.2 图像的统计特征 165

2.7.3 灰度等值图 166

2.8 图像增强 167

2.8.1 对比度调整 167

2.8.2 直方图均衡化 169

2.8.3 图像去噪 170

2.9 边缘检测 173

2.10 四叉树分解 176

2.11 二值图像处理 178

2.11.1 形态学图像处理 179

2.11.2 对象操作 182

2.11.3 特征提取 186

2.11.4 查寻表 187

2.12 对特定区域的处理 189

2.13 色彩空间的转换 192

参考文献 195

3.1 通信系统与通信工具箱概述 196

第3章 通信工具箱 196

3.2 信号发生器和显示设备 198

3.2.1 随机信号发生器 198

3.2.2 显示设备 199

3.3 信源编码 203

3.3.1 标量量化 203

3.3.2 压缩扩展器 204

3.3.3 预测量化 205

3.3.4 通信工具箱中的信源编码函数 206

3.4 差错控制 209

3.4.1 常用的编码类型 209

3.4.2 纠错编码函数 212

3.4.3 底层纠错编码函数 221

3.5 调制解调 227

3.5.1 带通模拟调制/解调 228

3.5.2 带通模拟调制/解调的工具箱函数 231

3.5.3 带通数字调制/解调 233

3.5.4 带通数字调制／解调的工具箱函数 238

3.5.5 基带调制/解调 246

3.5.6 基带调制/解调的工具箱函数 248

3.5.7 调制/解调的通用函数 255

3.6 多路存取 256

3.7 通信系统中的专滤波器 259

3.8 有限域计算 265

参考文献 275

第4章 定点运算工具箱 276

4.1 定点模块的开发模式 276

4.2 定点运算原理 277

4.2 1 定点制和浮点制 277

4.2.2 simulink定点数据类型 278

4.2.3 定点运算实现控制规律和数字滤波时的非线性效应 279

4.2.4 Simulink定点数的表示范围 280

4.3 定点运算函数和Simulink模块 282

4.3.1 定点运算函数 282

4.3.2 定点运算的Simulink模块 284

参考文献 306

第5章 小波分析工具箱 307

5.1 小波分析基础 307

5.1.1 傅立叶变换、短时傅立叶变换和小波变换 307

5.1.2 小波基函数及其在工具箱中的表示 308

5.1.3 小波滤波器的计算 313

5.1.4 工具箱中用于验证算法的数据文件 317

5.2 连续小波变换 324

5.3 一维离散小波变换 327

5.4 二维离散小波变换 349

5.5.1 小波包信号分解 361

5.5 小波包 361

5.5.2 树操作 364

5.5.3 小波包分析函数 375

5.6 基于小波的信号去噪和压缩 385

参考文献 397

第6章 高阶谱分析工具箱 399

6.1 高阶累积量和高阶谱 400

6.1.1 高阶累积量 400

6.1.2 高阶谱 401

6.1.3 工具箱中用于验证算法的数据文件 402

6.2 非参数化高阶谱估计 411

6.2.1 高阶累积量的估计 411

6.2.2 双谱和互双谱的估计 414

6.2.3 高斯性和线性检验——Hinich检验 419

6.3 参数模型高阶谱估计 421

6.3.1 ARMA模型及其模拟产生 421

6.3.2 MA模型的参数估计 423

6.3.3 AR模型的参数估计 425

6.3.4 ARMA模型参数估计 427

6.3.5 基于ARMA模型的高阶统计量估计 429

6.4 自适应线性预测 431

6.4.1 误差准则 431

6.4.2 自适应算法 432

6.5 基于倒谱的冲激响应辨识和信号恢复 434

6.6 二阶Volterra非线性系统的参数估计 437

6.6.1 二阶Volterra系统 438

6.6.2 输入为高斯信号的参数估计 439

6.6.3 输入为任意信号的参数估计 440

6.7 wigner时频分布及其高阶谱 441

6.7.1 Wigner分布 442

6.7.2 wigner高阶矩谱 445

6.8.1 基于互相关的时延估计 448

6.8 时延估计 448

6.8.2 基于互累积量的时延估计 450

6.8.3 基于双谱的时延估计 450

6.9 谐波恢复与达波方向(DOA)估计 452

参考文献 455

第7章 地理信息处理工具箱 456

7.1 地理信息处理的基本知识 457

7.1.1 地理测量 457

7.1.2 单位转换 468

7.2 操作矢量图 474

7.2.1 数据格式 474

7.2.2 矢量数据的生成 474

7.2.3 坐标内插 481

7.2.4 求交 483

7.2.5 剪切 486

7.2.6 约简 489

7.3 操作栅格地图 490

7.3.1 数据格式 490

7.3.2 栅格图操作 491

7.3.3 规则栅格图的特殊处理 494

7.3.4 特殊矩阵 500

7.3.5 格式转换 502

7.4 地图投影 503

7.4.1 地图投影基础 503

7.4.2 Mapping中的地图投影 504

7.4.3 纬度转换 506

7.5 地图显示 508

7.5.1 Mapaxes结构 508

7.5.2 地图定义与属性控制 514

7.5.3 投影转换 522

7.5.4 对象的投影与显示 528

7.5.5 交互 552

7.5.6 对象管理 553

7.5.7 类对象操作 556

7.6 地质统计分析 559

7.6.1 地理位置均值 560

7.6.2 地理标准差与标准距离 561

7.6.3 等积坐标转换 563

7.6.4 统计直方图 564

7.6.5 其他函数 566

7.7 图形窗口工具 567

7.7.1 maptool简介 567

7.7.2 一个实际例子 568

7.7.3 maptool环境 572

7.7.4 GUI函数说明 576

7.8 地图集与外部数据接口 615

7.8.1 读取DCW数据 616

7.8.2 读取TIGER数据 619

7.8.3 读取ETOP05和TerrainBase数据 625

7.8.4 获取DCW-DEM数据 626

7.8.5 读取美国高程数据 627

7.8.6 读取FK5天文数据 628

参考文献 630

附录Matlab函数参考 631

附录1 常用命令 631

附录2 运算符号与特殊字符 632

附录3 语言结构与调试 633

附录4 基本矩阵及矩阵处理 634

附录5 特殊矩阵 635

附录6 数学函数 635

附录7 坐标转换 636

附录8 矩阵函数 636

附录9 数据分析与Fourier变换函数 637

附录lO 多项式处理函数 638

附录11 非线性数值方法 638

附录12 稀疏矩阵函数 639

附录13 图形绘制 640

附录14 特殊图形 642

附录15 图形处理 643

附录16 GUI(图形用户接口) 644

附录17 声音处理 645

附录18 字符串处理函数 645

附录19 文件输入输出函数 646

附录20 位操作 646

附录21 复杂数据类型 647

附录22 日期与时间 648

附录23 动态数据交换 648

参考文献 648