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信號處理中的數(shù)學(xué)變換和估計(jì)方法

信號處理中的數(shù)學(xué)變換和估計(jì)方法

定 價:¥35.00

作 者: 徐伯勛,白旭濱,傅孝毅 編著
出版社: 清華大學(xué)出版社
叢編項(xiàng):
標(biāo) 簽: 工程數(shù)學(xué)

ISBN: 9787302082507 出版時間: 2004-07-01 包裝: 膠版紙
開本: 16 頁數(shù): 305 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡介

  本書介紹了信號處理中常用到的數(shù)學(xué)變換及估計(jì)方法.在寫法上避開了繁雜的數(shù)學(xué)論證,盡力做到深入淺出、通俗易懂;書中融入了作者多年來從事信號處理方面科研工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn).關(guān)于數(shù)學(xué)變換,既涉及傅里葉變換、Z變換、拉普拉斯變換、小波變換、希爾伯特變換、沃爾什變換、數(shù)論變換等正交變換,也涉及一類特殊的非線性變換:同態(tài)變換.關(guān)于估計(jì)方法,涉及了最小線性方差估計(jì)、最大似然估計(jì)、最小平方估計(jì),以及現(xiàn)代譜估計(jì)方法.本書可作為應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、地球物理數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)等專業(yè)的本科生和研究生的參考書,也可供有關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考.本書部分內(nèi)容是根據(jù)作者多年的科研工作和對信號處理的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)寫成的.在寫法上對繁雜的數(shù)學(xué)論證和較熟悉的內(nèi)容,不做詳細(xì)介紹.盡量做到深入淺出、通俗易懂.我們知道,攜帶信息的物理過程稱為信號,它可表示成一個或幾個獨(dú)立自變量的函數(shù).廠般常用一個以時間或空間為自變量的函數(shù)(圖像信號為兩個自變量的函數(shù)等)來表示.它是傳遞信息的函數(shù).信號處理在數(shù)學(xué)上就是一種數(shù)學(xué)變換和估計(jì)方法.本書試圖介紹給讀者盡可能多的數(shù)學(xué)變換和主要的濾波方法.由于信號最基本的組合規(guī)則為加法、乘法和卷積這三種形式,更復(fù)雜的信號組合規(guī)則可能就是這三種運(yùn)算的復(fù)合形式.書中講到的數(shù)學(xué)變換主要是針對線性正交變換和一類特殊的非線性變換即同態(tài)變換(同態(tài)濾波或廣義線性變換).同態(tài)變換是專門對乘法和卷積組合而成的信號來考慮的.在線性正交變換中最基本的變換為傅里葉變換及其有關(guān)的拉普拉斯變換、Z變換、窗口傅里葉變換、小波變換和希爾伯特變換等,另外還介紹了一些其他的正交變換.從某種意義上講,它們要比傅里葉變換更簡單、方便,也是在信號處理中較常用的方法,如沃希變換、數(shù)論變換、哈爾變換和K-L變換等.在估計(jì)方法中,我們主要介紹了最小線性方差估計(jì)、最大似然估計(jì)和最小平方估計(jì),以及維納濾波、卡爾曼濾波等,它們也屬于最小線性方差估計(jì)之列,且在信號處理中占有重要位置.在譜估計(jì)中,我們主要介紹了現(xiàn)代譜估計(jì)的方法、原理,如最大熵譜估計(jì),最大似然譜估計(jì)和多譜估計(jì),特別對多譜估計(jì)在頻域、時域上的計(jì)算方法做了較多的介紹.全書共8章.第1章為預(yù)備知識,主要為讀者介紹一些在信號處理中常用的內(nèi)容;第2章為信號處理中最基本的數(shù)學(xué)變換,主要介紹傅里葉變換及與其有關(guān)的正交變換,它們也是傳統(tǒng)譜估計(jì)與濾波的基礎(chǔ);第3章(沃爾什變換)主要介紹了三種不同定義的沃爾什變換,以及它們之間的關(guān)系和在通信技術(shù)中的應(yīng)用;第4章(數(shù)論變換)介紹了數(shù)論變換的一些突出優(yōu)點(diǎn)以及存在的問題;第5章(其他正交變換)所介紹的正交變換都是在信號處理中有用的;第6章(維納濾波、伯格濾波和卡爾曼濾波)所介紹的濾波都是從攙雜噪聲的信號中提取有用信號的常用而有效的濾波方法,在科技和工程應(yīng)用領(lǐng)域中都已得到了廣泛應(yīng)用;第7章(同態(tài)濾波)主要解決以乘法和卷積組合而成的信號的分離(濾波)問題;第8章(譜估計(jì))重點(diǎn)介紹了現(xiàn)代譜估計(jì)中的三種方法.清華大學(xué)工程力學(xué)系張如一教授審閱了全稿,并提出許多寶貴的意見和建議,在此謹(jǐn)致衷心的感謝.本書可作為高等院校應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、地球物理數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)等有關(guān)專業(yè)本科生及研究生的參考書,也可供從事數(shù)字信號處理的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考.限于作者的水平和經(jīng)驗(yàn),書中肯定存在不少缺點(diǎn)和錯誤,殷切地希望讀者批評指正.作者

作者簡介

暫缺《信號處理中的數(shù)學(xué)變換和估計(jì)方法》作者簡介

圖書目錄

第1章  預(yù)備知識
  1.1  n維向量空間的概念
  1.1.1  向量的范數(shù)(模)
  1.1.2  L2空間與L2空間的定義及其關(guān)系
  1.1.3  兩向量的內(nèi)積
  1.2  線性變換與矩陣
  1.2.1  幾種特殊矩陣
  1.2.2  矩陣的奇異值分解
  1.3  正交變換與正交函數(shù)系
  1.3.1  正交函數(shù)系的封閉性與完備性
  1.3.2  正交函數(shù)系與線性獨(dú)立函數(shù)系的關(guān)系
  1.4  信號的線性系統(tǒng)
  1.4.1  信號的表達(dá)形式
  1.4.2  離散信號
  1.4.3  離散線性系統(tǒng)和濾波器分類
  1.5  信號的一些基本知識
  1.5.1  信號的最小、最大和混合延遲(相位)的定義
  1.5.2  有限長度物理可實(shí)現(xiàn)信號的反信號
  1.6  把給定信號轉(zhuǎn)換成最小相位信號和零相位信號的方法
  1.6.1  把已知信號轉(zhuǎn)換成最小相位信號
  1.6.2  把已知信號轉(zhuǎn)換成零相位信號的幾種方法
  1.7  序列的卷積和相關(guān)
  1.7.1  卷積
  1.7.2  相關(guān)
  1.7.3  卷積與相關(guān)之間的關(guān)系
  1.8  Wold定理——有限數(shù)據(jù)分解的理論基礎(chǔ)
  1.9  隨機(jī)數(shù)字信號(序列)
  1.9.1  引言
  1.9.2  隨機(jī)序列的主要數(shù)字特征及其間的關(guān)系
  1.10  隨機(jī)信號(序列)的參數(shù)估計(jì)
  1.10.1  引言
  1.10.2  參數(shù)的估計(jì)
  1.10.3  估計(jì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)
  1.10.4  參數(shù)估計(jì)和極小化
  1.11  熵的概念及其性質(zhì)
  1.11.1  熵的概念
  1.11.2  信息熵
  1.11.3  熵的基本性質(zhì)
第2章  信號處理中最基本的數(shù)學(xué)變換
  2.1  引言
  2.2  周期函數(shù)
  2.2.1  周期函數(shù)的概念和性質(zhì)
  2.2.2  周期函數(shù)的傅里葉級數(shù)展開式
  2.2.3  周期函數(shù)的頻譜分析
  2.3  非周期函數(shù)
  2.3.1  非周期函數(shù)的傅里葉變換
  2.3.2  傅里葉變換的性質(zhì)
  2.4  連續(xù)函數(shù)的卷積與相關(guān)
  2.4.1  卷積定理
  2.4.2  相關(guān)函數(shù)和能量譜密度的關(guān)系
  2.5  拉普拉斯變換
  2.5.1  引言
  2.5.2  拉普拉斯變換的定義
  2.5.3  拉普拉斯變換的性質(zhì)
  2.6  二維傅里葉級數(shù)與傅里葉變換
  2.6.1  二維傅里葉級數(shù)
  2.6.2  二維傅里葉變換
  2.7  離散傅里葉變換
  2.7.1  采樣定理
  2.7.2  離散傅里葉變換的定義
  2.7.3  離散傅里葉變換的性質(zhì)
  2.7.4  二維離散傅里葉變換
  2.8  Z變換
  2.8.1  Z變換的定義
  2.8.2  Z變換的收斂域和惟一性問題
  2.8.3  Z變換與傅里葉變換的關(guān)系
  2.8.4  Z變換的性質(zhì)
  2.8.5  Z逆變換
  2.8.6  用Z變換解差分方程
  2.9  窗口傅里葉變換、小波變換及其他變換
  2.9.1  引言.
  2.9.2  窗口傅里葉變換
  2.9.3  小波變換
  2.9.4  聲音變換
  2.9.5  信號的小波分解和重建的例子
  2.10  希爾伯特變換
第3章  沃爾什變換
  3.1  引言
  3.2  預(yù)備知識
  3.3  第一類  按列率或沃爾什編號的沃爾什函數(shù)
  3.3.1  定義
  3.3.2  沃爾什函數(shù)的主要性質(zhì)
  3.3.3  沃爾什級數(shù)
  3.3.4  采樣定理及離散沃爾什變換
  3.3.5  離散沃爾什變換的性質(zhì)
  3.3.6  沃爾什變換的快速算法
  3.3.7  譜分析
  3.4  第二類  按自然編號或阿達(dá)馬編號的沃爾什函數(shù)
  3.4.1  定義
  3.4.2  第二類離散沃爾什變換的表示形式
  3.4.3  第二類有限沃爾什變換的快速算法
  3.5  第三類  按并元或佩利編號的沃爾什函數(shù)
  3.5.1  定義
  3.5.2  第三類有限沃爾什變換的表示形式
  3.5.3  第三類有限沃爾什變換的快速算法
  3.6  三類有限沃爾什變換之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系
  3.?  二維有限沃爾什變換
  3.7.1  二維沃爾什級數(shù)展開
  3.7.2  二維有限沃爾什變換
  3.8  沃爾什變換在通信技術(shù)中的應(yīng)用
第4章  數(shù)論變換
  4.1  引言
  4.2  預(yù)備知識
  4.3  具有循環(huán)卷積特,陛的變換結(jié)構(gòu)
  4.4  數(shù)論變換及存在定理
  4.4.1  幾種典型的數(shù)論變換
  4.4.2  數(shù)論變換的性質(zhì)
  4.4.3  快速數(shù)論變換
  4.4.4  數(shù)論變換中參數(shù)M、N和的選擇
  4.4.5  用數(shù)論變換計(jì)算循環(huán)卷積
  4.4.6  費(fèi)馬數(shù)變換
  4.4.7  數(shù)論變換的應(yīng)用
第5章  其他正交變換
  5.1  哈爾變換
  5.1.1  連續(xù)哈爾函數(shù)的定義
  5.1.2  哈爾函數(shù)系的正交完備性
  5.1.3  哈爾函數(shù)與沃爾什函數(shù)的關(guān)系
  5.1.4  離散哈爾變換(DHT)
  5.2  斜變換(ST)
  5.2.1  引言
  5.2.2  斜矩陣
  5.2.3  斜變換的定義和快速算法
  5.3  離散余弦變換(DCT)
  5.3.1  離散余弦變換的定義
  5.3.2  計(jì)算方法
  5.4  正交變換在隨機(jī)數(shù)字信號中的應(yīng)用
  5.4.1  引言
  5.4.2  主成分分析法
  5.4.3  主成分的主要性質(zhì)
  5.5  K—L變換
  5.5.I  K—L變換的概念
  5.5.2  K—L變換的兩個重要性質(zhì)
  5.5.3  舉例
  5.5.4  應(yīng)用——K—L濾波
  5.6  奇異值分解
  5.6.1  矩陣的奇異值與奇異值分解
  5.6.2  奇異值分解法的優(yōu)缺點(diǎn)
  5.6.3  奇異值分解和K—L變換之間的關(guān)系
  5.6.4  奇異值分解在垂直地震剖面中的應(yīng)用
  5.?  灰色系統(tǒng)中的一種數(shù)學(xué)變換
  5.7.1  概述
  5.7.2  具體實(shí)現(xiàn)步驟
第6章  維納濾波、伯格濾波與卡爾曼濾波
  6.1  維納濾波
  6.1.1  單道維納濾波的數(shù)學(xué)模型
  6.1.2  維納濾波因子的求法
  6.1.3  維納濾波因子的實(shí)際求法
  6.1.4  最小平方反卷積
  6.1.5  預(yù)測反卷積
  6.1.6  波形反卷積
  6.1.7  維納濾波(最小平方濾波)的有關(guān)性質(zhì)
  6.1.8  多道維納濾波
  6.2  伯格濾波(反卷積)
  6.2.1  引言
  6.2.2  AR(M)模型等價于——步預(yù)測反卷積
  6.2.3  由AR(M)出發(fā)女口何外推自相關(guān)值
  6.2.4  AR(M)模型與最大熵外推自相關(guān)序列是等價的
  6.2.5  怎樣從已知的rxx(0),rxx(1),...,rxx(M)去計(jì)算aM,m(m=0,1,...,M)
  6.2.6  伯格算法(最大熵法)
  6.2.7  向前預(yù)測誤差和向后預(yù)測誤差的濾波作用
  6.2.8  應(yīng)用——最大熵子波反卷積
  6.3  卡爾曼濾波
  6.3.1  引言
  6.3.2  一維濾波+
  6.3.3  多維濾波
  6.3.4  線性離散系統(tǒng)的卡爾曼濾波公式的推導(dǎo)
  6.3.5  總結(jié)
第7章  同態(tài)濾波
  7.1  信號組合規(guī)則的三種最基本形式
  7.2  線性濾波器與非線性濾波器
  7.2.1  線性濾波器(線,陛系統(tǒng))
  7.2.2——類特殊的非線,陛濾波器(同態(tài)濾波)
  7.3  卷積型同態(tài)濾波
  7.3.1  卷積型同態(tài)濾波的標(biāo)準(zhǔn)形式
  7.3.2  輸入特征系統(tǒng)D
  7.3.3  復(fù)賽譜的性質(zhì)和求法
  7.3.4  線性系統(tǒng)L
  7.3.5  輸出特征系統(tǒng)D-1
  7.3.6  同態(tài)濾波的應(yīng)用——反卷積和反鳴震
第8章  譜估計(jì)
  8.1  引言
  8.2  確定性信號的譜估計(jì)
  8.3  平穩(wěn)隨機(jī)信號的譜估計(jì)
  8.4  傳統(tǒng)譜估計(jì)方法
  8.4.1  直接法
  8.4.2  間接法
  8.5  現(xiàn)代譜估計(jì)方法
  8.5.1  最大熵譜估計(jì)法
  8.5,2  最大熵譜估計(jì)中振幅譜和相位譜的求法
  8.5.3  最大似然譜
  8.5.4  多譜估計(jì)
  8.5.5  多譜估計(jì)的頻域方法
  8.5.6  多譜估計(jì)的時域方法——參數(shù)方法
  8.6  最大熵譜估計(jì)在油氣檢測中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
索引

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