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第1章 基本概念 1

1.1 信号处理概述 2

信号的分类 2

典型的DSP系统 5

1.2 图像处理基础 8

二维信号 8

概述 10

图像处理实例 12

1.3 基本信号 13

连续时间信号 14

离散时间信号 16

周期信号 19

连续时间信号和离散时间信号的频率关系 20

1.4 系统分类 21

线性 21

移不变性 22

因果性 23

差分方程 24

1.5 线性移不变系统的描述 24

脉冲响应 25

卷积的性质 29

稳定性 30

1.6 数字滤波器的实现 32

滤波器互联 33

FIR滤波器 34

IIR滤波器 35

1.7 随机过程基础理论 39

1.8 二维扩展 44

二维序列 44

二维系统 48

1.9 小结 53

1.10 MATLAB函数 54

MATLAB帮助 54

数据输入和访问 54

绘图函数 55

矩阵操作 55

滤波命令 56

图像处理命令 56

循环和条件结构 57

1.11 习题 58

1.12 上机练习 70

参考文献 73

第2章 Fourier分析 75

2.1 连续时间Fourier分析 77

Fourier级数 77

连续时间Fourier变换（CTFT） 80

2.2 离散时间Fourier变换 84

DTFT的性质 87

功率谱密度 95

2.3 采样定理 96

2.4 抽取和内插 102

降采样 103

升采样 107

2.5 离散Fourier变换（DFT） 110

DFT的性质 112

2.6 快速Fourier变换 119

按时间抽取的FFT 120

按频率抽取的FFT 126

2.7 二维扩展 129

二维Fourier分析 130

关于计算方面的问题 140

2.8 小结 145

2.9 MATLAB命令 146

2.10 习题 147

2.11 上机练习 156

参考文献 158

第3章 Z变换和数字滤波器 160

3.1 Z变换 160

3.2 Z变换的性质 163

逆Z变换公式 170

3.3 逆Z变换 170

利用留数求逆Z变换 171

部分分式展开 172

3.4 因果性和稳定性 177

稳定三角形 179

3.5 单边Z变换 180

3.6 线性相位的概念 182

线性相位FIR滤波器 183

线性相位滤波器的零点位置 187

3.7 状态空间分析法 191

状态空间描述 192

状态空间方程的求解 193

3.8 利用DFT/FFT进行线性滤波 195

重叠相加法 195

重叠保留法 196

3.9 利用线性滤波计算DFT 198

Goertzel算法 199

Chirp Z变换（CZT） 202

3.10 二维扩展 204

二维Z变换 205

稳定性 208

3.11 小结 215

3.12 MATLAB命令 216

3.13 习题 218

3.14 上机练习 226

参考文献 228

第4章 滤波器的设计与实现 231

4.1 FIR滤波器设计 232

窗口设计法 234

Kaiser窗设计 241

频率采样设计法 243

其它FIR设计方法 248

4.2 IIR滤波器设计 249

脉冲响应不变法 249

双线性变换法 251

模拟滤波器设计 253

频谱变换 264

4.3 滤波器结构 269

FIR结构 269

IIR结构 270

直接IIT型 271

格型结构 276

4.4 二维FIR滤波器设计 285

4.5 二维IIR滤波器设计 290

Shanks法 291

迭代设计法 296

4.6 小结 304

4.7 MATLAB 304

FIR滤波器设计 305

IIR滤波器设计 305

滤波器结构 306

二维滤波器设计 307

4.8 习题 307

4.9 上机练习 317

参考文献 320

第5章 多采样率信号处理 323

5.1 抽取和内插 324

5.2 升采样和降采样的Z域分析 325

5.3 FIR滤波器的多相结构 326

5.4 抽取和内插滤波器 328

5.5 多级抽取器和内插器 336

5.6 滤波器组 340

5.7 均匀DFT滤波器组 343

均匀DFT滤波器组的多相结构 345

5.8 二通道正交镜像滤波器（QMF）组 347

H0（z）和H1（z）的选择 348

完全重建（PR） 349

消除混叠的充分条件 350

失真 351

早期的正交镜像滤波器 351

相位和幅度失真 352

基于IIR滤波器的QMF组 354

5.9 准确重建的FIR正交镜像滤波器组 357

半带滤波器 358

设计方法 359

5.10 小结 361

5.11 习题 362

5.12 上机练习 366

参考文献 367

第6章 有限字长效应 369

定点数 370

6.1 数的表示 370

浮点数 373

6.2 系数量化 375

FIR滤波器的系数量化 379

6.3 量化噪声分析 382

一阶滤波器 382

二阶直接Ⅱ型 385

6.4 定点数字滤波器中的溢出效应 389

有界输入 396

6.5 IIR滤波器防止溢出的定标处理 396

正弦输入 397

一般定标规则 398

对SNR的影响 400

6.6 乘积量化 401

舍入 401

幅值截尾 407

2的补码的量化 408

6.7 小结 415

6.8 附录 416

6.9 MATLAB 417

6.10 习题 418

6.11 上机练习 421

参考文献 423

第7章 自适应信号处理 425

7.1 相关矩阵和一些线性代数知识 429

7.2 Wiener滤波器 440

7.3 梯度搜索算法 442

最陡下降算法 444

7.4 LMS算法 448

收敛性 449

失调量 451

噪声抵消 456

计算机实验 458

归—化LMS算法 460

7.5 频域自适应滤波 463

计算复杂度 465

收敛性 466

7.6 块LMS算法 467

计算复杂度 468

收敛性 469

7.7 快速LMS算法 469

7.8 小结 474

7.9 习题 475

7.10 上机练习 478

参考文献 480

第8章 最小二乘自适应算法 483

8.1 RLS算法 484

性能评估 488

信道均衡 490

8.2 EDS算法和快速EDS算法 493

Jacobi和Gauss-Seidel方法 494

EDS方法 495

快速EDS算法 499

8.3 ADPCM 505

8.4 二维自适应算法 508

二维LMS算法 508

二维FEDS算法 510

8.5 图像恢复 512

8.6 小结 513

8.7 习题 514

8.8 上机练习 514

参考文献 517

9.1 前向预测 520

第9章 线性预测 520

9.2 后向预测 524

9.3 Levinson-Durbin算法 526

9.4 预测误差滤波器的性质 529

9.5 联合过程估计 530

9.6 自适应格型滤波器 532

9.7 语音编码 534

波形编码 535

变换编码 538

子带编码 539

线性预测编码（LPC） 540

线性预测分析合成（LPAS）编码器 544

9.8 小结 546

9.9 习题 546

9.10 上机练习 547

参考文献 548

第10章 图像处理基础 551

灰度值变换 552

10.1 图像增强 552

对比度扩展 553

Gamma校正 555

直方图均衡化 555

反锐化掩模 560

10.2 图像插值 563

线性插值 564

多项式插值 564

10.3 边缘检测 568

边缘定义 569

有限差分 570

Roberts边缘检测 572

Sobel和Prewitt边缘检测 572

Marr-Hildreth边缘检测 575

Canny边缘检测 579

10.4 图像重建 581

评估图像质量范数的选择 581

逆滤波和去卷积 582

加性噪声去除 585

10.5 彩色图像 595

光和色素 595

色彩感知 595

三基色和色彩重建 597

色彩模型 599

彩色增强 601

彩色图像滤波 603

10.6 小结 604

10.7 习题 605

10.8 上机练习 609

参考文献 613

第11章 图像压缩与编码 615

11.1 图像变换 617

一维DFT 617

一般的归一化正交变换 619

二维DFT 620

一维DCT 625

二维DCT 629

离散正弦变换 629

Hadamard变换 631

KL变换 634

11.2 象素编码 636

Huffman编码 638

LZW编码 639

11.3 图像的DPCM 641

仿真结果 644

11.4 JPEG标准 649

JPEG有损图像压缩标准 649

JPEG无损图像压缩标准 653

11.5 小结 655

11.6 习题 655

11.7 上机练习 658

参考文献 660

附录 线性代数的概念 661

名词索引 685