數(shù)字信號處理：原理、實現(xiàn)及應用（基于MATLAB/Simulink與TMS320C55xx DSP的實現(xiàn)方法 原書第3版）

第1章實時數(shù)字信號處理概述 1.1實時DSP系統(tǒng)的基本組成 1.2模擬接口 1.2.1采樣 1.2.2量化和編碼 1.2.3平滑濾波器 1.2.4數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器 1.3DSP硬件 1.3.1DSP硬件備選 1.3.2數(shù)字信號處理器 1.3.3定點和浮點處理器 1.3.4實時約束 1.4DSP系統(tǒng)設(shè)計 1.4.1算法開發(fā) 1.4.2DSP硬件的選擇 1.4.3軟件開發(fā) 1.4.4軟件開發(fā)工具 1.5實驗和程序?qū)嵗?1.5.1CCS和eZdsp開始 1.5.2C文件I/O函數(shù) 1.5.3eZdsp的用戶界面 1.5.4采用eZdsp的音頻回放 1.5.5采用eZdsp的音頻回送 習題 參考文獻 第2章DSP基礎(chǔ)及實現(xiàn)要點 2.1數(shù)字信號和系統(tǒng) 2.1.1基本數(shù)字信號 2.1.2數(shù)字系統(tǒng)的框圖表示 2.2系統(tǒng)概念 2.2.1LTI系統(tǒng) 2.2.2z變換 2.2.3傳遞函數(shù) 2.2.4極點和零點 2.2.5頻率響應 2.2.6離散傅里葉變換 2.3隨機變量簡介 2.3.1隨機變量的回顧 2.3.2隨機變量的運算 2.4定點表示和量化效應 2.4.1定點格式 2.4.2量化誤差 2.4.3信號量化 2.4.4系數(shù)量化 2.4.5舍入噪聲 2.4.6定點工具箱 2.5溢出及解決方案 2.5.1飽和運算 2.5.2溢出處理 2.5.3信號縮放 2.5.4保護位 2.6實驗和程序?qū)嵗?2.6.1溢出和飽和運算 2.6.2函數(shù)逼近 2.6.3采用eZdsp的實時信號產(chǎn)生 習題 參考文獻 第3章FIR濾波器設(shè)計與實現(xiàn) 3.1FIR濾波器簡介 3.1.1濾波器特性 3.1.2濾波器類型 3.1.3濾波器規(guī)范 3.1.4線性相位FIR濾波器 3.1.5FIR濾波器的實現(xiàn) 3.2FIR濾波器設(shè)計 3.2.1傅里葉級數(shù)方法 3.2.2吉布斯現(xiàn)象 3.2.3窗函數(shù) 3.2.4采用MATLAB的FIR濾波器設(shè)計 3.2.5采用FDATool的FIR濾波器設(shè)計 3.3實現(xiàn)考慮 3.3.1FIR濾波器中量化效應 3.3.2MATLAB實現(xiàn) 3.3.3浮點C實現(xiàn) 3.3.4定點C實現(xiàn) 3.4應用： 插值和抽取濾波器 3.4.1插值 3.4.2抽取 3.4.3采樣率轉(zhuǎn)換 3.4.4MATLAB實現(xiàn) 3.5實驗和程序?qū)嵗?3.5.1采用定點C的FIR濾波 3.5.2采用C55xx匯編程序的FIR濾波 3.5.3采用C55xx匯編程序的對稱FIR濾波 3.5.4采用DualMAC結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 3.5.5實時FIR濾波 3.5.6采用C和匯編程序的抽取 3.5.7采用定點C的插值 3.5.8采樣率轉(zhuǎn)換 3.5.9實時采樣率轉(zhuǎn)換 習題 參考文獻 第4章IIR濾波器設(shè)計與實現(xiàn) 4.1簡介 4.1.1模擬系統(tǒng) 4.1.2映射屬性 4.1.3模擬濾波器的特性 4.1.4頻率變換 4.2IIR濾波器的設(shè)計 4.2.1雙線性變換 4.2.2采用雙線性變換的濾波器設(shè)計 4.3IIR濾波器的實現(xiàn) 4.3.1直接型 4.3.2級聯(lián)實現(xiàn) 4.3.3并行實現(xiàn) 4.3.4采用MATLAB的IIR濾波器實現(xiàn) 4.4采用MATLAB的IIR濾波器設(shè)計 4.4.1采用MATLAB的濾波器設(shè)計 4.4.2采用MATLAB的頻率轉(zhuǎn)換 4.4.3采用FDATool的濾波器設(shè)計與實現(xiàn) 4.5實現(xiàn)考慮 4.5.1穩(wěn)定性 4.5.2有限精度效應和解決方案 4.5.3IIR濾波器的MATLAB實現(xiàn) 4.6實際應用 4.6.1遞歸諧振器 4.6.2遞歸正交振蕩器 4.6.3參數(shù)均衡器 4.7實驗和程序?qū)嵗?4.7.1采用浮點C的直接Ⅰ型IIR濾波器 4.7.2采用定點C的直接Ⅰ型IIR濾波器 4.7.3采用定點C的級聯(lián)IIR濾波器 4.7.4采用內(nèi)在函數(shù)的級聯(lián)IIR濾波器 4.7.5采用匯編程序的級聯(lián)IIR濾波器 4.7.6實時IIR濾波 4.7.7采用定點C的參數(shù)均衡器 4.7.8實時參數(shù)均衡器 習題 參考文獻 第5章頻率分析和離散傅里葉變換 5.1傅里葉級數(shù)和傅里葉變換 5.1.1傅里葉級數(shù) 5.1.2傅里葉變換 5.2離散傅里葉變換 5.2.1離散時間傅里葉變換 5.2.2離散傅里葉變換方法 5.2.3重要性質(zhì) 5.3快速傅里葉變換 5.3.1時域抽取 5.3.2頻域抽取 5.3.3快速傅里葉逆變換 5.4實現(xiàn)考慮 5.4.1計算的問題 5.4.2有限精度效應 5.4.3MATLAB實現(xiàn) 5.4.4采用MATLAB的定點實現(xiàn) 5.5實際應用 5.5.1頻譜分析 5.5.2頻譜泄露和分辨率 5.5.3功率譜密度 5.5.4卷積 5.6實驗和程序?qū)嵗?5.6.1采用浮點C的DFT 5.6.2采用C55xx匯編程序的DFT 5.6.3采用浮點C的FFT 5.6.4采用具有內(nèi)在函數(shù)定點C的FFT 5.6.5FFT和IFFT的實驗 5.6.6采用C55xx硬件加速器的FFT 5.6.7采用C55xx硬件加速器的實時FFT 5.6.8采用重疊相加技術(shù)的快速卷積 5.6.9實時快速卷積 習題 參考文獻 第6章自適應濾波 6.1隨機過程簡介 6.2自適應濾波器 6.2.1自適應濾波簡介 6.2.2性能函數(shù) 6.2.3最速下降法 6.2.4LMS算法 6.2.5改進LMS算法 6.3性能分析 6.3.1穩(wěn)定性約束 6.3.2收斂速度 6.3.3過量均方誤差 6.3.4歸一化LMS算法 6.4實現(xiàn)考慮 6.4.1計算的問題 6.4.2有限精度效應 6.4.3MATLAB實現(xiàn) 6.5實際應用 6.5.1自適應系統(tǒng)識別 6.5.2自適應預測 6.5.3自適應噪聲消除 6.5.4自適應反演建模 6.6實驗和程序?qū)嵗?6.6.1采用浮點C的LMS算法 6.6.2采用定點C的Leaky LMS算法 6.6.3采用定點C和內(nèi)在函數(shù)的歸一化LMS算法 6.6.4采用匯編程序的延遲LMS算法 6.6.5自適應系統(tǒng)識別的實驗 6.6.6自適應預測器的實驗 6.6.7自適應信道均衡器的實驗 6.6.8采用eZdsp的實時自適應預測 習題 參考文獻 第7章數(shù)字信號產(chǎn)生和檢測 7.1正弦波產(chǎn)生器 7.1.1查找表法 7.1.2線性調(diào)頻信號 7.2噪聲產(chǎn)生器 7.2.1線性同余序列 7.2.2偽隨機二進制序列產(chǎn)生器 7.2.3白色、彩色和高斯噪聲 7.3DTMF產(chǎn)生和檢測 7.3.1DTMF產(chǎn)生器 7.3.2DTMF檢測 7.4實驗和程序?qū)嵗?7.4.1采用查找表的正弦波產(chǎn)生器 7.4.2采用查找表的警笛產(chǎn)生器 7.4.3DTMF產(chǎn)生器 7.4.4采用定點C的DTMF檢測 7.4.5采用匯編程序的DTMF檢測 習題 參考文獻 第8章自適應回波消除 8.1線路回波簡介 8.2自適應線路回波消除器 8.2.1自適應回波消除的原理 8.2.2性能評估 8.3實際考慮 8.3.1信號的預白化 8.3.2延遲估計 8.4雙重通話效應及解決方案 8.5非線性處理器 8.5.1中心削波器 8.5.2舒適噪聲 8.6自適應回聲消除 8.6.1回聲 8.6.2回聲消除器 8.6.3子帶實現(xiàn) 8.6.4無延遲結(jié)構(gòu) 8.6.5回聲消除和降噪的集成 8.6.6實現(xiàn)考慮 8.7實驗和程序?qū)嵗?8.7.1采用浮點C的回聲消除器 8.7.2采用具有內(nèi)在函數(shù)的定點C的回聲消除器 8.7.3AEC和降噪的集成 習題 參考文獻 第9章語音信號處理 9.1語音編碼技術(shù) 9.1.1采用LPC的語音生成模型 9.1.2CELP編碼 9.1.3合成濾波器 9.1.4激勵信號 9.1.5基于感知的最小化程序 9.1.6語音活動檢測 9.1.7ACELP編解碼器 9.2語音增強 9.2.1噪音抑制技術(shù) 9.2.2短時頻譜估計 9.2.3幅度譜減 9.3VoIP應用 9.3.1VoIP概述 9.3.2不連續(xù)傳輸 9.3.3數(shù)據(jù)包丟失隱藏 9.3.4媒體流的質(zhì)量因素 9.4實驗和程序?qū)嵗?9.4.1采用具有內(nèi)在函數(shù)的定點C的LPC濾波器 9.4.2采用具有內(nèi)在函數(shù)的定點C的感知加權(quán)濾波器 9.4.3采用浮點C實現(xiàn)的VAD 9.4.4采用定點C實現(xiàn)的VAD 9.4.5采用不連續(xù)傳輸?shù)恼Z音編碼 9.4.6含有CNG的語音解碼器 9.4.7采用浮點C的頻譜減算法 9.4.8定點C實現(xiàn)的G722.2 9.4.9定點C實現(xiàn)G.711壓擴 9.4.10實時G.711音頻回送 習題 參考文獻 第10章音頻信號處理 10.1簡介 10.2音頻編碼 10.2.1編碼基本原理 10.2.2頻域編碼 10.2.3無損音頻編碼 10.2.4MP3編碼概述 10.3音頻均衡器 10.3.1圖形均衡器 10.3.2參數(shù)均衡器 10.4音頻效果 10.4.1混響 10.4.2時間擴展和變調(diào) 10.4.3聲音調(diào)制和混聲 10.4.4空間聲音 10.5實驗和程序?qū)嵗?10.5.1使用C語言實現(xiàn)浮點MDCT 10.5.2使用C和內(nèi)在函數(shù)實現(xiàn)定點MDCT 10.5.3預回聲效應 10.5.4浮點C的MP3解碼 10.5.5使用eZdsp的實時參數(shù)均衡器 10.5.6鑲邊效果 10.5.7使用eZdsp的實時鑲邊效果 10.5.8顫音效果 10.5.9使用eZdsp的實時顫音效果 10.5.10空間聲音效果 10.5.11用eZdsp的實時空間效果 習題 參考文獻 第11章數(shù)字圖像處理初步 11.1數(shù)字圖像與系統(tǒng) 11.1.1數(shù)字圖像 11.1.2數(shù)字圖像系統(tǒng) 11.2色彩空間 11.3YCbCr下采樣色彩空間 11.4色彩平衡和校正技術(shù) 11.4.1色彩平衡 11.4.2顏色校正 11.4.3Gamma校正 11.5直方圖均衡 11.6圖像濾波 11.7快速卷積 11.8實際應用 11.8.1DCT與JPEG 11.8.2二維DCT變換 11.8.3指紋 11.8.4離散小波變換 11.9實驗和程序?qū)嵗?11.9.1YCbCr到RGB轉(zhuǎn)換 11.9.2白平衡 11.9.3Gamma校正和對比度調(diào)節(jié) 11.9.4圖像濾波 11.9.5DCT和IDCT 11.9.6指紋圖像處理 11.9.7二維小波變換 習題 參考文獻 附錄A常用公式及定義 A.1三角恒等式 A.2等比級數(shù) A.3復變量 A.4功率單位 參考文獻 附錄B軟件組織和實驗列表 附錄CTMS320C55xx DSP簡介 C.1引言 C.2TMS320C55xx體系結(jié)構(gòu) C.2.1體系結(jié)構(gòu)概述 C.2.2片上存儲 C.2.3存儲器映射寄存器 C.2.4中斷和中斷向量 C.3TMS320C55xx尋址模式 C.3.1直接尋址模式 C.3.2間接尋址模式 C.3.3絕對尋址模式 C.3.4MMR尋址模式 C.3.5寄存器位的尋址模式 C.3.6循環(huán)尋址模式 C.4TMS320C55xx匯編語言編程 C.4.1算術(shù)指令 C.4.2邏輯和位操作指令 C.4.3轉(zhuǎn)移指令 C.4.4程序流控制指令 C.4.5并行執(zhí)行 C.4.6匯編指示 C.4.7匯編聲明語法 C.5TMS320C55xx的C語言編程 C.5.1數(shù)據(jù)類型 C.5.2通過C編譯器的匯編代碼生成 C.5.3編譯器關(guān)鍵詞及編譯指令 C.6混合C和匯編的編程 C.7實驗和程序?qū)嵗?C.7.1實例 C.7.2匯編程序 C.7.3乘法 C.7.4循環(huán) C.7.5模運算 C.7.6使用C語言與匯編語言的混合程序 C.7.7AIC3204的使用 C.7.8模擬輸入和輸出 參考文獻