welcom

Содержание

   Глава 1. Ширина и глубина распространения цифровой обработки сигналов
       1.1. Истоки ЦОС — 15
       1.2. Связь — 18
           1.2.1. Мультиплексирование — 18
           1.2.2. Сжатие — 19
           1.2.3. Эхоподавление — 19
       1.3. Обработка звуковых сигналов — 20
           1.3.1. Музыка — 20
           1.3.2. Синтез речи — 20
           1.3.3. Распознавание речи — 21
       1.4. Эхолокация — 22
           1.4.1. Радиолокация — 22
           1.4.2. Гидролокация — 23
           1.4.3. Сейсморазведка методом отражённых волн — 23
       1.5. Обработка изображений — 24
           1.5.1. Изображения в медицине — 24
           1.5.2. Изображения, получаемые в космосе — 25
           1.5.3. Коммерческие продукты — 26

   Глава 2. Математическая статистика и случайные сигналы
       2.1. Сигналы и их графическое отображение — 27
       2.2. Среднее значение и среднеквадратическое отклонение — 29
       2.3. Сигналы и процессы — 34
       2.4. Гистограмма, распределение вероятностей, функция плотности вероятности — 36
       2.5. Нормальное распределение — 44
       2.6. Генерация цифрового шума — 48
       2.7. Точность и погрешность — 51

   Глава 3. АЦП и ЦАП
       3.1. Теорема отсчётов — 58
       3.2. Цифро-аналоговое преобразование — 65
       3.3. Аналоговые фильтры преобразования данных — 68
       3.4. Выбор антиэлайзингового фильтра — 76
       3.5. Многоскоростная обработка в процессе аналого-цифрового преобразования — 80
       3.6. Однобитные аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование — 82

   Глава 4. Программное обеспечение ЦОС
       4.1. Представление чисел в компьютере — 89
       4.2. Числа в формате с фиксированной точкой (целочисленный формат) — 90
       4.3. Числа в формате с плавающей точкой (вещественный формат) — 92
       4.4. Точность представления чисел — 95
       4.5. Скорость вычислений: влияние языка программирования — 99
       4.6. Скорость вычислений: влияние аппаратной платформы — 105
       4.7. Скорость вычислений: советы для программистов — 110

   Глава 5. Линейные системы
       5.1. Сигналы и системы — 113
       5.2. Условия линейности системы — 115
       5.3. Статическая характеристика и передача гармонических сигналов — 118
       5.4. Примеры линейных и нелинейных систем — 121
           5.4.1. Примеры линейных систем (процессов) — 121
           5.4.2. Примеры нелинейных систем — 122
       5.5. Особые свойства линейности — 122
       5.6. Принцип суперпозиции - фундаментальное понятие ЦОС — 124
       5.7. Наиболее распространённые виды декомпозиции — 127
           5.7.1. Импульсная декомпозиция — 127
           5.7.2. Ступенчатая декомпозиция — 129
           5.7.3. Декомпозиция на основе сигналов с чётной и нечётной симметрией — 129
           5.7.4. Декомпозиция с прореживанием — 130
           5.7.5. Декомпозиция Фурье — 131
       5.8. Если система нелинейна — 133

   Глава 6. Свёртка
       6.1. Дельта-функция и импульсная характеристика — 135
       6.2. Свёртка — 137
       6.3. Описание свёртки со стороны входа системы — 140
       6.4. Описание свёртки со стороны выхода системы — 144
       6.5. Сумма взвешенных входных отсчётов — 150

   Глава 7. Свойства свёртки
       7.1. Типовые импульсные характеристики — 152
           7.1.1. Единичный импульс — 152
           7.1.2. Процедуры дифференциального и интегрального исчисления — 154
           7.1.3. Фильтры нижних и верхних частот — 157
           7.1.4. Каузальные и некаузальные сигналы — 159
           7.1.5. Сигналы с нулевой, линейной и нелинейной фазой — 160
       7.2. Математические свойства свёртки — 162
           7.2.1. Свойство коммутативности — 162
           7.2.2. Свойство ассоциативности — 162
           7.2.3. Свойство дистрибутивности — 163
           7.2.4. Преемственность между входом и выходом — 164
           7.2.5. Центральная предельная теорема — 165
       7.3. Корреляция — 166
       7.4. Скорость вычислений — 169

   Глава 8. Дискретное преобразование Фурье
       8.1. Преобразование Фурье — 171
       8.2. Действительное ДПФ: терминология и обозначения — 177
       8.3. Независимая переменная при описании в частотной области — 179
       8.4. Базисные функции ДПФ — 181
       8.5. Синтез сигнала с помощью обратного ДПФ — 183
       8.6. Анализ сигналов на основе ДПФ — 188
           8.6.1. Вычисление ДПФ решением системы уравнений — 188
           8.6.2. Вычисление ДПФ с помощью свёртки — 189
       8.7. Дуальность — 193
       8.8. Форма представления в полярных координатах — 193
       8.9. Проблемы представления в полярных координатах — 196
           8.9.1. Проблема 1: радианы или градусы? — 196
           8.9.2. Проблема 2: ошибка деления на ноль — 197
           8.9.3. Проблема 3: неоднозначность значений арктангенса — 198
           8.9.4. Проблема 4: неправильная фаза при очень маленьких значениях модуля — 198
           8.9.5. Проблема 5: неоднозначность периода фазы 2? — 199
           8.9.6. Проблема 6: модуль всегда положителен (неоднозначность половины периода фазы ?) 200
           8.9.7. Проблема 7: скачки между ? и -? — 201

   Глава 9. Применение ДПФ
       9.1. Спектральный анализ сигналов — 202
       9.2. Частотные характеристики систем — 211
       9.3. Свёртка в частотной области — 214

   Глава 10. Свойства преобразования Фурье
       10.1. Линейность преобразования Фурье — 220
       10.2. Свойства фазовой характеристики — 223
       10.3. Периодичность сигналов ДПФ — 230
       10.4. Сжатие и расширение сигналов — Многоскоростная обработка
       10.5. Умножение сигналов (амплитудная модуляция) — 240
       10.6. Преобразование Фурье дискретного времени — 242
       10.7. Уравнение Парсеваля — 244

   Глава 11. Пары Фурье+преобразований
       11.1. Единичный импульс — 246
       11.2. Функция sin(x)/x — 249
       11.3. Другие пары преобразований Фурье — 252
       11.4. Колебания Гиббса — 255
       11.5. Гармоники — 257
       11.6. ЛЧМ-сигналы — 260

   Глава 12. Быстрое преобразование Фурье
       12.1. Комплексное ДПФ для действительных сигналов — 263
       12.2. Как работает алгоритм БПФ — 266
       12.3. Примеры программной реализации БПФ — 271
       12.4. Сравнение по точности и быстродействию — 276
       12.5. Дополнительное повышение быстродействия — 278

   Глава 13. Аналоговая обработка сигналов
       13.1. Дельта-функция — 283
       13.2. Операция свёртки — 285
       13.3. Интеграл Фурье — 291
       13.4. Ряд Фурье — 294

   Глава 14. Введение в цифровую фильтрацию
       14.1. Основные понятия — 300
       14.2. Формы представления информации в сигнале — 304
       14.3. Временные характеристики — 305
       14.4. Частотные характеристики — 306
       14.5. Высокочастотные, полосовые и режекторные фильтры — 311
       14.6. Классификация фильтров — 315

   Глава 15. Однородные фильтры
       15.1. Однородные нерекурсивные фильтры — 317
       15.2. Переходная характеристика и подавление шума — 318
       15.3. Частотная характеристика — 320
       15.4. Модифицированные однородные фильтры — 321
       15.5. Однородные рекурсивные фильтры — 323

   Глава 16. Оконные фильтры
       16.1. Принципы построения оконных фильтров — 326
       16.2. Расчёт оконного фильтра — 330
       16.3. Примеры использования оконных фильтров — 333
       16.4. Достижение сверхвысокой точности — 337

   Глава 17. Специальные фильтры
       17.1. АЧХ произвольной формы — 339
       17.2. Коррекция (выравнивание) частотной характеристики — 343
       17.3. Оптимальная фильтрация — 350

   Глава 18. Быстрая свёртка
       18.1. Свёртка с секционированием — 354
       18.2. Быстрая свёртка — 356
       18.3. Сокращение вычислительных затрат — 361

   Глава 19. Рекурсивные фильтры
       19.1. Рекурсивный метод — 363
       19.2. Однополюсный рекурсивный фильтр — 366
       19.3. Узкополосный рекурсивный фильтр — 370
       19.4. ФЧХ рекурсивных фильтров — 372
       19.5. Применение целочисленной арифметики — 376

   Глава 20. Фильтры Чебышева
       20.1. Частотные характеристики фильтров Чебышева и Баттерворта — 378
       20.2. Расчёт фильтра — 379
       20.3. Переходная характеристика и перерегулирование — 387
       20.4. Устойчивость — 388

   Глава 21. Сравнительный анализ фильтров
       21.1. Первый раунд: аналоговый фильтр против цифрового — 393
       21.2. Второй раунд: оконный фильтр против фильтра Чебышева — 396
       21.3. Третий раунд: однородный фильтр против однополюсного — 399

   Глава 22. Обработка звука
       22.1. Слух человека — 401
       22.2. Тембр — 405
       22.3. Компромисс между качеством звука и частотой дискретизации — 408
       22.4. Аудио высокого качества — 409
       22.5. Компандирование — 413
       22.6. Синтез и распознавание речи — 414
       22.7. Нелинейная обработка звуковых сигналов — 419

   Глава 23. Формирование и демонстрация изображений
       23.1. Структура цифрового изображения — 423
       23.2. Фотоаппарат и глаз человека — 426
       23.3. Телевизионный видеосигнал — 435
       23.4. Другой способ формирования и демонстрации изображений — 437
       23.5. Регулировка яркости и контрастности — 438
       23.6. Преобразование шкалы серого — 442
       23.7. Деформирование изображений — 444

   Глава 24. Линейная обработка изображений
       24.1. Свёртка — 448
       24.2. Модификация границ с помощью ФРТ размерностью 3?3 пикселя — 453
       24.3. Свёртка при выполнении условия сепарабельности — 455
       24.4. ФРТ большой размерности — Выравнивание освещённости
       24.5. Фурье-анализ изображений — 462
       24.6. Быстрая свёртка — 467
       24.7. Более внимательный взгляд на свёртку изображений — 470

   Глава 25. Особые методы обработки изображений
       25.1. Пространственное разрешение — 474
       25.2. Шаг и апертура выборки — 481
       25.3. Отношение сигнал/шум — 484
       25.4. Морфологическая обработка изображений — 488
       25.5. Компьютерная томография — 494

   Глава 26. Нейронные сети
       26.1. Задача обнаружения — 504
       26.2. Архитектура нейронных сетей — 511
       26.3. Почему это работает? — 516
       26.4. Обучение нейронной сети — 518
       26.5. Оценка результатов — 526
       26.6. Проектирование рекурсивных фильтров — 529

   Глава 27. Сжатие данных
       27.1. Стратегии сжатия данных — 535
       27.2. Кодирование длин серий — 537
       27.3. Кодирование Хаффмана — 539
       27.4. Дельта-кодирование — 541
       27.5. LZW-сжатие — 542
       27.6. Сжатие с преобразованием — 549
       27.7. MPEG — 556

   Глава 28. Цифровые сигнальные процессоры
       28.1. Чем ЦСП отличаются от других микропроцессоров — 558
       28.2. Циклическая буферизация — 561
       28.3. Архитектура цифрового сигнального процессора — 564
       28.4. Процессоры с фиксированной и плавающей точкой — 570
       28.5. Си или Ассемблер? — 577
       28.6. Насколько быстры ЦСП? — 583
       28.7. Рынок цифровых сигнальных процессоров — 589

   Глава 29. Начинаем работать с ЦСП
       29.1. Семейство ADSP-2106x — 593
       29.2. Стартовый набор SHARC EZ-KIT Lite — 595
       29.3. Пример проектирования: КИХ-фильтр обработки аудиосигналов — 597
       29.4. Аналоговые измерения с помощью цифровых систем — 600
       29.5. К вопросу о выборе фиксированной или плавающей точки — 602
       29.6. Более мощные программные инструменты — 605

   Глава 30. Комплексные числа
       30.1. Основные понятия — 611
       30.2. Полярная форма записи комплексных чисел — 615
           30.2.1. Метод замещения комплексными числами — 618
       30.3. Комплексное представление синусоидальных функций — 620
       30.4. Описание систем с использованием комплексных чисел — 622
       30.5. Анализ электрических цепей — 623

   Глава 31. Комплексное преобразование Фурье
       31.1. Вещественное ДПФ — 628
       31.2. Математическая эквивалентность — 630
       31.3. Комплексное ДПФ — 631
       31.4. Семейство преобразований Фурье — 636
           31.4.1. Четвёрка преобразований Фурье — 636
           31.4.2. Вещественные и комплексные преобразования — 637
           31.4.3. Анализ и синтез — 637
           31.4.4. Система обозначений во временной области — 637
           31.4.5. Система обозначений в частотной области — 637
           31.4.6. Уравнения анализа — 638
           31.4.7. Уравнения синтеза — 638
           31.4.8. Масштабирование — 638
           31.4.9. Другие формы записи уравнений — 639
       31.5. Зачем использовать комплексное преобразование Фурье? — 639

   Глава 32. Преобразование Лапласа
       32.1. Понятие S-плоскости — 643
       32.2. Стратегия преобразования Лапласа — 650
       32.3. Анализ электрических схем — 655
       32.4. Значение нулей и полюсов — 659
       32.5. Расчёт фильтров в S-области — 662

   Глава 33. Z+преобразование
       33.1. Понятие Z-плоскости — 668
       33.2. Анализ рекурсивных систем — 673
       33.3. Каскадное и параллельное соединения — 678
       33.4. Инверсия АЧХ — 682
       33.5. Нормировка коэффициента усиления — 684
       33.6. Расчёт фильтров — Метод Чебышева-Баттерворта
           33.6.1. Основной цикл программы — 686
           33.6.2. Объединение коэффициентов — 689
           33.6.3. Вычисление координат полюсов фильтра на S-плоскости — 689
           33.6.4. Преобразование окружности в эллипс — 690
           33.6.5. Переход от аналогового фильтра к цифровому — 692
           33.6.6. Преобразование НЧ-фильтра в НЧ-фильтр — 694
           33.6.7. Преобразование НЧ-фильтра в ВЧ-фильтр — 695
       33.7. Две стороны ЦОС: хорошая и плохая — 695

    Глоссарий.