INNE EBOOKI AUTORA
Koszyk
Cyfrowe przetwarzanie sygnałów
Od teorii do zastosowań
Autor:
Wydawca:
Format:
ibuk
W książce w sposób przystępny dokonano przejścia od matematycznych podstaw teorii sygnałów analogowych do współczesnych zastosowań analizy i przetwarzania sygnałów cyfrowych. Niezbędne rozważania matematyczne zilustrowano licznymi przykładami obliczeniowymi, rysunkami oraz programami komputerowymi, napisanymi w języku Matlab. Poza klasycznymi tematami, takimi jak filtracja analogowa i cyfrowa oraz ciągła i dyskretna transformacja Fouriera, opisano także zagadnienia bardziej zaawansowane: filtrację adaptacyjną, estymację rekursywną oraz nowoczesne metody analizy częstotliwościowej i czasowo-częstotliwościowej sygnałów, w tym transformację falkową i zespoły filtrów. Podano również podstawy: kodowania i rozpoznawania sygnału mowy, kompresji MP3 sygnału audio, analizy i przetwarzania obrazów oraz cyfrowej modulacji wielotonowej, stosowanej m.in. w szybkich telefonicznych modemach ADSL oraz w lokalnych bezprzewodowych sieciach komputerowych typu Wi-Fi. Książka jest podręcznikiem akademickim. W zamierzeniu autora każdy z rozdziałów stanowi zamkniętą całość, odpowiednią do oddzielnej lektury, dlatego część przedstawionego materiału będzie się w niewielkim stopniu powtarzać, ale zazwyczaj w nieco innej formie. Książka jest adresowana do pracowników naukowych wyższych uczelni, słuchaczy studiów doktoranckich, studentów zgłębiających tajniki cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz praktykujących inżynierów zainteresowanych własnym rozwojem.
| Rok wydania | 2007 |
|---|---|
| Liczba stron | 832 |
| Kategoria | Elektronika |
| Wydawca | Wydawnictwa Komunikacji i Łączności |
| ISBN-13 | 978-83-206-1866-2 |
| Numer wydania | 2 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Przedmowa XI | |
| Wykaz oznaczeń XIII | |
| Wykaz skrótów XV | |
| 1. Sygnały i ich parametry | 1 |
| 1.1. Pojęcia podstawowe | 1 |
| 1.2. Klasyfikacja sygnałów | 2 |
| 1.3. Sygnały deterministyczne | 4 |
| 1.3.1. Parametry | 4 |
| 1.3.2. Przykłady | 7 |
| 1.3.3. Sygnały zespolone | 13 |
| 1.3.4. Rozkład sygnałów na składowe | 14 |
| 1.3.5. Funkcja korelacji własnej i wzajemnej | 14 |
| 1.3.6. Splot sygnałów | 17 |
| 1.3.7. Transformacja Fouriera | 22 |
| 1.4. Sygnały losowe | 24 |
| 1.4.1. Zmienne losowe | 24 |
| 1.4.2. Procesy losowe, stacjonarność, ergodyczność | 26 |
| 1.4.3. Funkcje korelacji i kowariancji, gęstość widmowa mocy | 28 |
| 1.4.4. Estymatory parametrów i funkcji | 30 |
| 1.4.5. Filtracja sygnałów losowych | 34 |
| 1.5. Przykład ćwiczenia komputerowego | 35 |
| 2. Podstawy matematyczne analizy sygnałów deterministycznych | 39 |
| 2.1. Przestrzenie sygnałów deterministycznych | 39 |
| 2.2. Dyskretne reprezentacje ciągłych sygnałów deterministycznych | 41 |
| 2.3. Ciągłe reprezentacje ciągłych sygnałów deterministycznych - przekształcenia całkowe | 47 |
| 2.4. Reprezentacje sygnałów dyskretnych - przestrzenie wektorowe | 50 |
| 2.5. Przykład ćwiczenia komputerowego | 60 |
| 3. Szereg Fouriera | 63 |
| 3.1. Ortogonalne funkcje bazowe | 63 |
| 3.2. Harmoniczne zespolone funkcje bazowe | 65 |
| 3.3. Harmoniczne rzeczywiste funkcje bazowe | 66 |
| 3.4. Przykład obliczeniowy | 67 |
| 3.5. Przykład ćwiczenia komputerowego | 68 |
| 3.6. Szereg Fouriera sygnałów dyskretnych - dyskretne przekształcenie Fouriera | 71 |
| 4. Całkowe przekształcenie Fouriera | 74 |
| 4.1. Definicja | 74 |
| 4.2. Podstawowe właściwości | 75 |
| 4.3. Transformaty Fouriera wybranych sygnałów | 79 |
| 4.4. Widmo iloczynu i splotu dwóch sygnałów | 87 |
| 4.5. Twierdzenie o próbkowaniu | 93 |
| 4.6. Widmo sygnału spróbkowanego | 97 |
| 4.7. Przykład ćwiczenia komputerowego | 101 |
| 5. Układy analogowe | 103 |
| 5.1. Analogowe układy LTI | 103 |
| 5.2. Transmitancja układu analogowego, zera i bieguny | 107 |
| 5.3. Przekształcenie Laplace'a, transmitancja Laplace'a | 112 |
| 5.4. Wykresy Bodego | 116 |
| 5.5. Złożone układy analogowe LTI | 118 |
| 5.6. Analiza matematyczna wybranych układów | 120 |
| 5.7. Przykłady projektowania | 124 |
| 5.8. Przykład ćwiczenia komputerowego | 129 |
| 6. Analogowe filtry Butterwortha i Czebyszewa | 131 |
| 6.1. Ogólne zasady projektowania filtrów analogowych | 132 |
| 6.2. Transformacja częstotliwości | 139 |
| 6.3. Filtry Butterwortha | 146 |
| 6.4. Filtry Czebyszewa typu I | 157 |
| 6.5. Filtry Czebyszewa typu II | 161 |
| 6.6. Sprzętowa implementacja filtrów analogowych | 165 |
| 7. Dyskretyzacja sygnałów analogowych | 173 |
| 7.1. Podstawy | 173 |
| 7.2. Przetworniki analogowo-cyfrowe | 179 |
| 7.3. Przetworniki cyfrowo-analogowe | 184 |
| 7.4. Tor przetwarzania analogowo-cyfrowego i cyfrowo-analogowego | 185 |
| 8. Analiza częstotliwościowa sygnałów dyskretnych | 192 |
| 8.1. Widmo Fouriera sygnałów dyskretnych | 192 |
| 8.1.1. Przekształcenie Fouriera dla sygnałów ciągłych | 193 |
| 8.1.2. Szereg Fouriera dla sygnałów ciągłych | 193 |
| 8.1.3. Przekształcenie Fouriera dla sygnałów dyskretnych | 194 |
| 8.1.4. Szereg Fouriera dla sygnałów dyskretnych, czyli dyskretne przekształcenie Fouriera | 198 |
| 8.2. Przykłady dyskretnych transformat Fouriera sygnałów | 202 |
| 8.3. Interpretacja dyskretnego przekształcenia Fouriera | 206 |
| 8.4. Tor przetwarzania sygnałów podczas analizy częstotliwościowej | 210 |
| 8.5. Dyskretne okna czasowe | 212 |
| 8.5.1. Okna nieparametryczne | 212 |
| 8.5.2. Okna parametryczne | 217 |
| 8.6. Przykłady analizy częstotliwościowej z wykorzystaniem funkcji okien; | 220 |
| 8.7. Szybkie wyznaczanie funkcji autokorelacji i funkcji gęstości widmowej mocy | 226 |
| 9. Algorytmy wyznaczania dyskretnej transformacji Fouriera | 231 |
| 9.1. Metoda bezpośrednia | 231 |
| 9.2. Algorytm Goertzela | 234 |
| 9.3. Rekurencyjne wyznaczanie sekwencji dyskretnych transformat Fouriera | 236 |
| 9.4. Transformacja świergotowa - lupa w dziedzinie częstotliwości | 239 |
| 9.5. Szybka transformacja Fouriera - algorytmy radix-2 | 241 |
| 9.5.1. Podział w dziedzinie czasu - DIT (Decimation in Time) | 241 |
| 9.5.2. Podział w dziedzinie częstotliwości - DIF (Decimation in Frequency) | 252 |
| 9.6. Szybka transformacja Fouriera dla sygnałów rzeczywistych | 255 |
| 9.7. Dwuwymiarowa dyskretna transformacja Fouriera | 257 |
| 9.8. Wyznaczanie DCT metodą szybkiej transformacji Fouriera | 258 |
| 10. Układy dyskretne | 260 |
| 10.1. Układy dyskretne LTI | 260 |
| 10.2. Algorytm filtracji sygnałów za pomocą dyskretnych układów LTI | 265 |
| 10.3. Transformacja Z | 267 |
| 10.4. Odwrotna transformacja Z | 270 |
| 10.5. Właściwości transformacji Z | 274 |
| 10.6. Transmitancja układów dyskretnych | 275 |
| 10.7. Przykłady projektowania układów dyskretnych metodą "zer i biegunów" | 280 |
| 10.8. Przykład ćwiczenia komputerowego | 284 |
| 11. Projektowanie rekursywnych filtrów cyfrowych | 288 |
| 11.1. Wymagania stawiane filtrom cyfrowym | 289 |
| 11.2. Metoda Yule’a-Walkera | 291 |
| 11.3. Metoda niezmienności odpowiedzi impulsowej | 291 |
| 11.4. Metoda dopasowanej transformacji Z | 293 |
| 11.5. Metoda transformacji bilingowej | 293 |
| 11.6. Przykłady projektowania filtrów w języku Matlak | 297 |
| 11.7. Przykład ćwiczenia komputerowego; | 304 |
| 12. Projektowanie nierekursywnych filtrów cyfrowych | 307 |
| 12.1. Wprowadzenie | 308 |
| 12.2. Metoda próbkowania w dziedzinie częstotliwości | 313 |
| 12.3. Metoda optymalizacji średniokwadratowej | 317 |
| 12.4. Metoda aproksymacji Czebyszewa (algorytm Remeza) | 321 |
| 12.5. Metoda okien | 325 |
| 12.6. Filtry specjalne | 339 |
| 12.6.1. Filtr Gilberta | 339 |
| 12.6.2. Filtr różniczkujący | 345 |
| 12.6.3. Filtr interpolatora i decymatora cyfrowego | 347 |
| 12.6.4. Przykład ćwiczenia komputerowego | 351 |
| 12.7. Synchronizacja próbek wejściowych i wyjściowych filtra | 353 |
| 13. Algorytmy filtracji cyfrowej | 356 |
| 13.1. Klasyczne struktury filtrów cyfrowych | 356 |
| 13.2. Struktura zmiennych stanu | 361 |
| 13.3. Inne struktury filtrów cyfrowych; | 363 |
| 13.4. Splot liniowy i kołowy | 364 |
| 13.5. Algorytmy szybkiego splotu sygnałów dyskretnych | 371 |
| 13.6. Algorytmy sekcjonowanego szybkiego splotu sygnałów dyskretnych | 373 |
| 13.7. Przykład ćwiczenia komputerowego | 376 |
| 14. Filtry adaptacyjne | 379 |
| 14.1. Wprowadzenie | 379 |
| 14.2. Podstawy filtracji adaptacyjnej | 380 |
| 14.3. Filtracja optymalna - filtr Wienera | 382 |
| 14.4. Gradientowe filtry adaptacyjne | 384 |
| 14.5. Filtry adaptacyjne LSM - bez pamięci | 386 |
| 14.6. Filtry adaptacyjne LS (RLS) - filtry z pamięcią | 388 |
| 14.7. Przykłady zastosowań | 391 |
| 14.8. Przykład ćwiczenia komputerowego - filtr adaptacyjny (N)LMS | 394 |
| 15. Liniowa estymacja rekursywna | 399 |
| 15.1. Metoda najmniejszych kwadratów. Filtry RLS i WRLS | 399 |
| 15.2. Metoda minimalno-średniokwadratowa. Filtr Kalmana | 408 |
| 16. Zaawansowane metody analizy częstotliwościowej sygnałów | 420 |
| 16.1. Wprowadzenie | 420 |
| 16.2. Modelowanie parametryczne AR, MA i ARMA | 423 |
| 16.2.1. Podstawy | 423 |
| 16.2.2. Model AR | 426 |
| 16.2.3. Model MA | 427 |
| 16.2.4. Model ARMA | 429 |
| 16.2.5. Podsumowanie | 430 |
| 16.3. Metody podprzestrzeni | 430 |
| 16.3.1. Podstawy | 430 |
| 16.3.2. Metoda Pisarenki | 432 |
| 16.3.3. Metody pochodne: MUSIC, EV i MV | 435 |
| 16.3.4. Metoda ESPRIT | 437 |
| 16.3.5. Metody podprzestrzeni sygnału (składowych głównych) | 439 |
| 16.4. Przykład ćwiczenia komputerowego | 440 |
| 17. Metody czasowo-częstotliwościowej analizy sygnałów | 443 |
| 17.1. Problem analizy czasowo-częstotliwościowej | 444 |
| 17.2. Transformacja Gabora | 450 |
| 17.3. Krótkoczasowa transformacja Fouriera STFT | 455 |
| 17.4. Transformacja falkowa | 459 |
| 17.5. Transformacja Wignera-Ville’a | 427 |
| 17.6. Reprezentacje czasowo-częstotliwościowe z klasy Cohena | 477 |
| 17.7. Przykłady zastosowań | 486 |
| 17.8. Przykład ćwiczenia komputerowego | 493 |
| 18. Zespoły filtrów | 496 |
| 18.1. Wprowadzenie | 496 |
| 18.2. Pojęcia podstawowe | 500 |
| 18.2.1. Decymator i interpolator | 500 |
| 18.2.2. Dekompozycja polifazowa sygnałów | 503 |
| 18.2.3. Decymator i interpolator w zapisie polifagowym | 506 |
| 18.3. Opis matematyczny zespołu filtrów | 507 |
| 18.3.1. Analiza jednej gałęzi | 507 |
| 18.3.2. Analiza wszystkich gałęzi | 511 |
| 18.3.3. Zapis polifazowy zespołu filtrów | 512 |
| 18.3.4. Warunek perfekcyjnej rekonstrukcji | 514 |
| 18.4. Zespoły filtrów z modulacją zespoloną | 515 |
| 18.4.1. DFT jako modulowany zespół filtrów | 516 |
| 18.4.2. Krótkoczasowa transformacja Fouriera; STFT jako modulowany zespół filtrów | 518 |
| 18.4.3. Uogólniony modulowany zespół filtrów oparty na DFT | 519 |
| 18.5. Zespoły filtrów z modulacją kosinusową | 527 |
| 18.5.1. Równania, budowa | 527 |
| 18.5.2. Projektowanie filtrów prototypowych | 533 |
| 18.6. Implementacja programowa zespołu filtrów standardu MPEG audio | 539 |
| 19. Projekt LPC-10: podstawy kompresji i rozpoznawania sygnału mowy | 545 |
| 19.1. Wprowadzenie | 545 |
| 19.2. Model generacji sygnału mowy | 549 |
| 19.3. Układ decyzyjny "mowa dźwięczna/bezdźwięczna" | 551 |
| 19.4. Wyznaczanie filtra traktu głosowego | 557 |
| 19.5. Algorytm kodera i dekodera mowy standardu LPC-10 | 563 |
| 19.6. Przykład programu komputerowego | 566 |
| 19.7. Od kodowania do rozpoznawania mowy | 569 |
| 20. Projekt LPC-10: kompresja sygnału mowy - metody zaawansowane | 577 |
| 20.1. Metoda Durbina-Levinsona | 577 |
| 20.2. Filtry kratowe | 581 |
| 20.3. Przykładowy program komputerowy | 590 |
| 21. Projekt MPEG AUDIO: psychoakustyczna kompresja dźwięku | 592 |
| 21.1. Wprowadzenie do standardu MPEG audio | 593 |
| 21.2. Podstawy modelowania psychoakustycznego | 594 |
| 21.3. Modele psychoakustyczne standardu MPEG audio | 603 |
| 21.3.1. Model psychoakustyczny I | 603 |
| 21.3.2. Model psychoakustyczny II | 604 |
| 21.3.3. Program komputerowy | 612 |
| 21.4. Zespoły filtrów w standardzie MPEG audio | 618 |
| 21.5. Kodowanie dźwięku na poziomach MP1 i MP2 | 631 |
| 21.5.1. Algorytm kompresji i dekompresji | 631 |
| 21.5.2. Program komputerowy | 638 |
| 22. Projekt OBRAZ: podstawy analizy i przetwarzania sygnałów dwuwymiarowych | 647 |
| 22.1. Wprowadzenie do świata 2D i 3D | 649 |
| 22.2. Transformacje ortogonalne 2D obrazów | 658 |
| 22.2.1. Dyskretna transformacja Fouriera | 658 |
| 22.2.2. Dyskretna transformacja kosinusowa | 663 |
| 22.2.3. Dowolna transformacja ortogonalna - interpretacja współczynników | 665 |
| 22.3.4. Program komputerowy | 668 |
| 22.3. Filtracja 2D obrazów | 670 |
| 22.3.1. Splot 2D | 670 |
| 22.3.2. Projektowanie filtrów 2D | 674 |
| 22.3.3. Przykładowe filtry 2D | 683 |
| 22.3.4. Program komputerowy | 686 |
| 22.4. Falkowa dekompozycja 2D obrazów | 690 |
| 22.4.1. Jednowymiarowa predykcyjna transformacja falkowa | 691 |
| 22.4.2. Związki pomiędzy klasyczną a predykcyjną transformacją falkową | 697 |
| 22.4.3. Program komputerowy do falkowej dekompozycji obrazów | 700 |
| 22.5. Przykłady zastosowań | 707 |
| 22.5.1. Kompresja JPEG i MPEG | 707 |
| 22.5.2. Znaki wodne w obrazach | 715 |
| 22.5.3. Dopasowywanie do siebie obrazów cyfrowych | 718 |
| 22.5.4. Detekcja linii w inżynierii materiałowej - transformacja Hougha | 730 |
| 22.2.5. Algorytmiczna stabilizacja obrazu w zastosowaniach medycznych | 733 |
| 22.5.6. Systemy nawigacji wspomagające zabiegi medyczne | 737 |
| 23. Projekt MODEM ADSL: szybki dostęp do Internetu po linii telefonicznej | 740 |
| 23.1 Podstawy modulacji | 741 |
| 23.2. Cyfrowe modulacje wielotonowe | 745 |
| 23.3. Standard ADSL | 748 |
| 23.4. Modulator-demodulator DMT | 751 |
| 23.5. Źródła zniekształceń i zakłóceń | 754 |
| 23.6. Wybrane zagadnienia implementacyjne | 759 |
| 23.6.1. Identyfikacja odpowiedzi impulsowej kanału | 759 |
| 23.6.2. Korekcja czasowa kanału - skracanie czasu trwania odpowiedzi impulsowej | 764 |
| 23.6.3. Synchronizacja blokowa | 767 |
| 23.6.4. Korekcja częstotliwościowa kanału | 769 |
| 23.6.5. Estymacja przepływności bitowej | 770 |
| 23.6.6. Właściwy dobór korektora czasowego | 773 |
| 23.7. Przykład ćwiczenia komputerowego; | 773 |
| 24. Projekt FAZA: estymacja chwilowego przesunięcia fazowego | 778 |
| 24.1. Estymatory proste | 778 |
| 24.2. Estymatory złożone | 781 |
| 24.3. Przykłady algorytmów | 782 |
| 24.4. Przykładowy program komputerowy | 786 |
| 25. EPILOG: implementacja algorytmów DSP na procesorach sygnałowych | 787 |
| 25.1. Wprowadzenie do budowy i programowania procesorów DSP | 788 |
| 25.2. Splot sygnałów na procesorze DSP | 791 |
| 25.3. Wybrane zagadnienia implementacyjne | 796 |
| 25.3.1. Specyfika budowy i zastosowań procesorów sygnałowych | 796 |
| 25.3.2. Podstawy pisania i uruchamiania programów | 800 |
| 25.3.3. Zaawansowane narzędzia | 803 |
| 25.3.4. Przykład projektowania filtra IIR | 805 |
| 25.4. Przykładowa aplikacja procesora DSP | 807 |
| 25.5. Procesory DSP a układy programowalne FPGA | 808 |
| 25.6. Przyszłość - czy jesteśmy trendy? | 810 |
| Literatura | 813 |
| Dodatki | 823 |
| D.1. Wykaz programów | 823 |
| D.2. Wersja elektroniczna programów | 824 |
| Skorowidz | 825 |
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
