本書內容涵蓋了現代信號處理的主要知識體系,主要包含針對平穩信號的統計信號處理方法和非平穩信號采用的時頻分析方法兩大部分。全書包含平穩*信號、功率譜估計、非平穩*信號、時頻分析基礎、時頻分析方法、濾波器組、小波變換、希爾伯特黃變換和壓縮感知等內容,涉及了現代信號處理的基本方法,對目前發展較快的希爾伯特黃變換和壓縮感知也進行了詳細的介紹。在編寫中,編者力求簡化數學理論的繁復推導,突出信號處理方法,幫助讀者建立知識框架并能據此進行科學研究,解決實際問題。
本書可以作為理工科高年級本科生和研究生的教材及參考書,也可以作為工程技術人員的自學參考書籍。
本書是在多年教學的基礎上,汲取多方面的建議,參考了國內外相關書籍,以滿足現代信號處理知識結構和應用能力為教學目標編寫而成的。全書含平穩*信號、功率譜估計、非平穩*信號、時頻分析的基礎、時頻分析方法、采樣率轉換和濾波器組、小波變換、希爾伯特-黃變換、壓縮感知共九章。每章后有習題和思考題,書末給出部分習題參考答案。本書可作為高等院校通信、電子信息、測控技術與儀器等專業的研究生或高年級學生的教材或教學參考書,還可供從事電子系統研制與開發的工程技術人員使用。本書特色如下:1. 依據學生特點簡化信號處理的理論推導過程,注重信號處理知識體系的構建。2. 依據信號的特點由簡入繁安排內容,使學生能夠循序漸進理解現代信號處理理論的基礎知識,掌握信號處理方法。3. 突出非平穩信號的處理思路和方法。
前言
本書是為了配合研究生的現代信號處理課程而編寫的。信號處理在越來越多的領域中得到了廣泛應用,復雜的工作環境和多種多樣的未知信號給信號處理技術帶來了挑戰,也促使每一個從事信號處理工作的科研人員不斷創新,研究新的理論和方法。傳統的信號處理理論博大精深,需要經過系統的培訓和學習,在科研和教學中我們發現,精細深厚的理論基礎固然十分重要,而搭建一個完整的知識框架,能夠快速地將信號及其系統定位,進而找到合適的分析方法,對高年級本科生、研究生和科研工作者更是非常必要的。為此,我們結合多年的工作經驗,寫出這本關于現代信號處理方法的圖書,旨在對平穩的和非平穩的隨機信號的常用和最新出現的分析方法進行介紹、分析和比較,更好地幫助讀者在實際工作中使用。
全書共分9章。
第1章平穩隨機信號,介紹平穩隨機信號的特點、數學描述手段,利用統計知識進行信號分析的方法。在這一章介紹的均值、方差、相關函數、信號的平穩性等概念是統計信號處理的基礎,同時信號平穩性的判別是選擇信號分析方法的重要依據之一。
第2章是功率譜估計方法的內容,平穩隨機信號需要借助功率譜進行分析。功率譜的估計有經典估計和參數模型估計兩種,兩種方法相輔相成。自相關函數、功率譜的定義及兩者之間的關系以及AR、MA、ARMA模型參數的確定和功率譜估計方法是這一章的重要內容。
第3章非平穩隨機信號,包含非平穩隨機信號的定義、統計描述,以及與平穩隨機信號的比較。建立時變功率譜及時變參數模型,是基于統計的非平穩信號的主要分析方法。
第4章介紹時頻分析的基礎知識,包括信號的時間、尺度、頻率的基本概念,信號變換的完備性和正交性,瞬時頻率的概念和確定方法。
第5章介紹發展過程中的時頻分析方法,包含短時傅里葉變換、Gabor變換、Wigner分布、Cohen類時頻分布等。
第6章采樣率轉換與濾波器組,主要介紹多抽樣率信號處理方法。主要有信號的抽取、插值,多相表示,濾波器組的基本概念,兩通道濾波器組輸入、輸出的關系,共軛正交鏡像濾波器組和M通道濾波器組。
第7章小波變換,包含小波分解與重構,多分辨分析,小波重構、正交小波、雙正交小波及小波包等內容。
第8章希爾伯特黃變換,介紹經驗模式分解方法、集總經驗模式分解和趨勢局部均值分解方法,單分量信號的確定方法,固有模態函數及調幅調頻信號的特點。
第9章是壓縮感知的基本內容,壓縮感知在現代信號處理中的應用日益廣泛。這一章主要介紹信號稀疏表示的方法,測量矩陣的性質和構造方法。
本書特色如下:
(1)
依據學生特點簡化信號處理的理論推導過程,注重信號處理知識體系的構建。
(2)
依據信號的特點由簡入繁安排內容,使學生能夠循序漸進地理解現代信號處理理論的基礎知識,掌握信號處理方法。
(3)
突出非平穩信號的處理思路和方法。
本書內容豐富,涵蓋了現代信號處理的主要知識體系,在編寫中,編者力求注重實用性和簡潔性,對繁復的數學推導進行了簡化,重點介紹非平穩信號處理的方法。編者所在的華北理工大學信息工程學院的領導和同事給予了編者無私的支持,在此表示由衷的感謝!本書第3~9章由安穎編寫,第1、2章由崔東艷編寫,劉利平負責全書的統稿校對。由于作者水平有限,現代信號處理方法內容又極其豐富,書中一定存在不少疏漏及不妥之處,懇切盼望讀者予以批評指正。
編者
2017年3月