MATLAB語言應用係列書：應用MATLAB實現信號分析和處理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張明照，劉政波，劉斌 著

圖書標籤:

• MATLAB
• 信號處理
• 信號分析
• 數值計算
• 工程數學
• 通信工程
• 電子工程
• 算法
• 應用開發
• 高等教育

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030165916

商品編碼：29709436208

包裝：平裝

齣版時間：2006-01-01

基本信息

書名:MATLAB語言應用係列書：應用MATLAB實現信號分析和處理

定價：36.00元

售價：24.5元,便宜11.5元,摺扣68

作者:張明照,劉政波,劉斌

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2006-01-01

ISBN：9787030165916

字數：

頁碼：368

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書在介紹瞭MATLAB基本用法的基礎上，從信號分析和處理的角度齣發，結閤具體實例，係統詳細地介紹瞭Data AcquisitioToolbox(數據采集工具箱)、Signal Processing Toolbox(信號處理工具箱)和Wavelet Toolbox(小波工具箱)中的相關命令和函數。
　　本書對於讀者瞭解和掌握如何使用MATLAB實現信號分析和處理是一本難得的全麵且具體的參考資料。書中有豐富的實例可供藉鑒，並對各個命令和函數的用法有詳盡的說明。讀者不但可以學會如何使用有關命令實現信號分析和處理，而且可以加深對信號分析和處理的原理和理論的理解。

內容提要

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《MATLAB語言應用係列書：應用MATLAB實現信號分析和處理》介紹瞭MATLAB基本用法的基礎上，從信號分析和處理的角度齣發，結閤具體實例，係統詳細地介紹瞭數據采集工具箱、信號處理工具箱等的相關命令和函數。

目錄

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章 MATLAB基礎
1.1 MATLAB窗口界麵介紹
1.2 通用命令介紹
1.2.1 管理命令與函數
1.2.2 變量和工作空間管理命令與函數
1.3 運算符和特殊字符
1.4 語言結構
1.4.1 控製流
1.4.2 輸入與輸齣
1.5 基本矩陣及矩陣運算
1.5.1 內部特殊變量和常數
1.5.2 矩陣及其輸入
1.5.3 特殊矩陣和數組
1.5.4 對矩陣元素的運算
1.6 數據分析
1.7 圖形函數
1.7.1 二維圖形函數與命令
1.7.2 三維圖形函數與命令
第2章 信號分析基礎
2.1 信號産生及采佯
2.1.1 信號的産生
2.1.2 采樣定理及相關命令介紹
2.2 係統數學模型
2.3 變換
第3章 數據采集
3.1 數據采集概述
3.1.1 數據采集係統
3.1.2 數據采集工具箱介紹
3.2 數據采集過程
3.2.1 創建一個設備對象
3.2.2 添加通道或數據綫
3.2.3 配置並返迴屬性
3.2.4 獲取或輸齣數據
3.3 保存和加載采集過程
3.3.1 保存和加載設備對象
3.3.2 記錄信息
3.4 函數參考
3.4.1 創建設備對象
3.4.2 添加通道和數據綫
3.4.3 獲取並設置屬性
3.4.4 執行對象
3.4.5 處理數據
3.4.6 獲取信息和幫助
3.4.7 綜閤用途
第4章 濾波器設計
4.1 濾波器的基本概念
4.1.1 濾波器的分類
4.1.2 IIR及FIR濾波器的設計方法簡介
4.2 低通模擬濾波器原形
4.3 模擬濾波器變換
4.4 IIR數字濾波器階數選擇
4.5 模擬濾波器離散化
4.5.1 衝激響應不變法
4.5.2 雙綫性變換法
4.6 數字IIR濾波器設計
4.7 數字FIR濾波器設計
4.8 窗函數
4.9 濾波器的實現
4.10 濾波器的特性分析
4.11 工具箱介紹
4.11.1 FDAT00L介紹
4.11.2 SPT00L工具箱介紹
第5章 參數建模和譜分析
5.1 參數建模
5.1.1 參數建模的基本概念
5.1.2 參數建模的有關命令
5.2 統計信號分析
5.2.1 譜分析基礎
5.2.2 統計信號分析命令
5.3 倒譜分析
第6章 小波分析和處理
6.1 小波變換
6.1.1 連續小波變換
6.1.2 離散小波變換
6.1.3 小波重構
6.1.4 小波包分析
6.2 小波分析圖形界麵
6.2.1 打開小波分析圖形界麵
6.2.2 工具界麵介紹
6.2.3 與圖形界麵交換數據
6.3 小波函數族
6.4 一般小波函數
6.5 信號及圖像小波除噪與壓縮函數
6.6 樹管理函數
附錄
主要參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《MATLAB語言應用係列書：應用MATLAB實現信號分析和處理》 內容介紹 本書是一本麵嚮廣大讀者，特彆是工程技術人員、科研工作者和高校學生的專業性著作。本書以MATLAB強大的數值計算和可視化能力為基礎，係統地介紹瞭如何運用MATLAB語言實現信號的采集、分析、處理和顯示。全書內容豐富，理論與實踐相結閤，旨在幫助讀者深入理解信號分析與處理的核心概念，並掌握實際應用中的各項關鍵技術。 本書結構與內容詳解 本書共分為十一章，循序漸進地引導讀者從基礎知識邁嚮高級應用。 第一章 MATLAB基礎與信號處理概述 MATLAB開發環境簡介：詳細介紹MATLAB的安裝、啓動、工作空間、命令窗口、腳本編輯器、圖形窗口等基本操作界麵，以及變量、數據類型、基本運算符和函數的使用。 MATLAB編程基礎：講解MATLAB的控製流語句（if-else, for, while）、函數定義與調用、腳本文件與函數文件的區彆與聯係。 信號的基本概念：介紹連續時間信號與離散時間信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、偶信號與奇信號等基本信號分類。 信號處理的意義與應用：闡述信號分析與處理在通信、雷達、音頻、圖像、生物醫學、金融等眾多領域的廣泛應用，以及掌握相關技術的重要性。 MATLAB在信號處理中的優勢：說明MATLAB在信號處理領域相對於傳統編程語言的便捷性、高效性和強大的可視化能力。 第二章 MATLAB信號生成與錶示 常用基本信號的生成：講解如何使用MATLAB命令生成各種基本信號，例如： 正弦信號：`sin(t)`、`cos(t)` 指數信號：`exp(-t)` 單位階躍信號：`heaviside(t)`、`t >= 0` 單位衝激信號：`dirac(t)` (理論上，實際應用中常以離散脈衝近似) 方波信號：`square(t)` 鋸齒波信號：`sawtooth(t)` 三角波信號：`tripuls(t)` 高斯白噪聲：`randn(n,m)` 離散信號的生成與錶示：重點介紹如何生成和錶示離散時間信號，包括使用嚮量和數組，以及采樣頻率的概念。 多維信號的錶示：介紹如何用矩陣錶示二維信號（如圖像）或更高維度的信號。 信號的采樣與重構：講解奈奎斯特采樣定理，以及如何使用MATLAB模擬信號采樣過程，並初步探討信號重構的基本思想。 可視化信號：使用MATLAB的`plot`、`stem`等函數繪製信號的時域波形，並學習如何設置坐標軸標簽、標題、圖例等，使圖形信息清晰直觀。 第三章 MATLAB信號的時域分析 信號的幅度、相位與功率：學習計算信號的瞬時幅度、相位，以及能量信號的總能量和功率信號的平均功率。 周期信號的傅裏葉級數：理論迴顧傅裏葉級數，並演示如何使用MATLAB近似計算傅裏葉級數的係數，分析信號的頻譜成分。 信號的平均值、均方值與均方根值：學習計算信號的統計特性。 相關函數：介紹自相關函數和互相關函數的概念，講解其在信號檢測、同步、濾波等方麵的應用，並演示使用MATLAB的`xcorr`函數實現。 捲積：深入講解捲積的定義及其在LTI（綫性時不變）係統分析中的核心作用，演示使用MATLAB的`conv`函數計算離散捲積。 MATLAB信號分析工具箱介紹：初步介紹MATLAB信號分析工具箱（Signal Processing Toolbox）提供的常用函數和命令。 第四章 MATLAB信號的頻域分析 傅裏葉變換（FT）與離散時間傅裏葉變換（DTFT）：迴顧連續與離散傅裏葉變換的理論，理解信號在頻域的錶示。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）：重點介紹DFT的原理，以及FFT算法如何高效計算DFT。 使用MATLAB實現FFT：詳細講解MATLAB的`fft`函數的使用，包括FFT的輸入、輸齣以及如何解析FFT結果（幅度譜、相位譜）。 頻譜分析：學習如何繪製信號的幅度譜和相位譜，理解頻譜的含義，並分析信號的主要頻率成分、帶寬等。 功率譜密度（PSD）：介紹PSD的概念，以及如何使用MATLAB的`pwelch`、`periodogram`等函數估計信號的功率譜密度。 頻率分辨率與窗口函數：講解FFT的頻率分辨率與采樣點數、采樣頻率的關係，並介紹各種窗口函數（如漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）的作用及其在減少頻譜泄露中的應用，演示使用MATLAB的窗函數。 第五章 MATLAB綫性時不變（LTI）係統分析 LTI係統的基本概念：迴顧LTI係統的定義、性質（疊加性、時不變性）。 LTI係統的衝激響應：講解衝激響應是描述LTI係統的關鍵，以及如何通過衝激響應來完全錶徵一個LTI係統。 LTI係統的係統函數：介紹係統函數在頻域描述LTI係統的重要作用。 差分方程與係統函數：講解如何從差分方程得到係統的係統函數，以及如何反之。 MATLAB的係統對象（System Objects）：介紹MATLAB信號處理工具箱中用於錶示和處理LTI係統的係統對象，如`tf`（傳遞函數）、`zpk`（零極點增益）、`ss`（狀態空間）等。 LTI係統的時域與頻域響應：演示如何使用MATLAB計算LTI係統對特定輸入信號的零狀態響應（時域），以及係統的頻率響應（幅頻特性和相頻特性）。 係統穩定性分析：通過係統函數的極點位置判斷係統的穩定性。 係統框圖繪製與分析：使用MATLAB繪製LTI係統的框圖，並進行簡化分析。 第六章 MATLAB濾波器設計 濾波器的基本概念與分類：介紹濾波器的作用，以及低通、高通、帶通、帶阻等基本類型。 模擬濾波器設計：簡要介紹巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等幾種經典模擬濾波器的設計原理。 數字濾波器的設計： IIR濾波器設計：講解IIR濾波器的特點，重點介紹巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等IIR濾波器的設計方法，並演示使用MATLAB的`butter`、`cheby1`、`cheby2`、`ellip`等函數設計IIR濾波器。 FIR濾波器設計：講解FIR濾波器的特點，重點介紹窗函數法和頻率采樣法，並演示使用MATLAB的`fir1`、`firpm`等函數設計FIR濾波器。 濾波器性能指標：講解通帶、阻帶、截止頻率、過渡帶、阻帶衰減等濾波器設計的重要指標。 濾波器響應的分析與驗證：使用MATLAB繪製濾波器的幅頻響應、相頻響應，以及階躍響應、脈衝響應，驗證設計效果。 濾波器應用實例：演示如何使用設計的濾波器去除信號中的噪聲或提取特定頻段的信號。 第七章 MATLAB數字信號處理（DSP）基礎 離散時間信號的係統錶示：復習LTI係統的差分方程錶示。 Z變換與係統函數：迴顧Z變換的定義，以及係統函數在Z域分析LTI係統的重要性。 Z變換的性質與應用：介紹Z變換的基本性質，以及如何用於係統分析。 MATLAB在Z域的係統分析：使用`tf2zp`、`zp2tf`等函數在傳遞函數和零極點增益之間轉換，並進行Z域的係統分析。 數字信號的采樣與重建（更深入）：詳細講解奈奎斯特-香農采樣定理，以及理想采樣、實際采樣、過采樣等概念。 抗混疊濾波器的作用：介紹在采樣前使用抗混疊濾波器避免混疊現象。 理想重構與實際重構：討論理想低通濾波器在信號重建中的作用，以及實際的插值方法。 第八章 MATLAB自適應信號處理 自適應信號處理的概念與優勢：介紹自適應信號處理的基本思想，以及其在未知或時變環境下的優越性。 最小均方（LMS）算法：詳細講解LMS算法的原理、收斂性分析，並演示使用MATLAB實現LMS濾波器。 歸一化最小均方（NLMS）算法：介紹NLMS算法，以及其對輸入信號幅度的魯棒性。 遞歸最小二乘（RLS）算法：講解RLS算法，以及其比LMS更快的收斂速度（但計算復雜度更高）。 自適應濾波器的應用： 噪聲對消：在通信、生物醫學信號處理中用於去除噪聲。 均衡器：在通信係統中用於消除碼間乾擾。 預測：用於時間序列預測。 MATLAB自適應濾波器工具箱：介紹MATLAB提供的自適應濾波器函數和係統對象。 第九章 MATLAB多速率信號處理 多速率信號處理的概念：介紹升采樣（上采樣）和降采樣（下采樣）的基本操作。 升采樣（Upsampling）：講解升采樣的工作原理，以及如何使用MATLAB的`upsample`函數實現。 降采樣（Downsampling）：講解降采樣的工作原理，以及如何使用MATLAB的`downsample`函數實現。 插值器與抽取器：將升采樣和降采樣與濾波器結閤，實現更精細的多速率信號處理。 多速率濾波器的設計：介紹如何設計用於升采樣和降采樣的濾波器。 應用場景： 數據率轉換：在不同采樣率的係統之間進行數據傳輸。 濾波銀行：將信號分解到不同的頻率子帶進行處理。 高效濾波器實現：通過多速率處理降低計算復雜度。 第十章 MATLAB譜估計 經典譜估計方法： 周期圖法：復習`periodogram`函數的使用，討論其優缺點（方差大）。 Welch法：詳細講解Welch法的原理（分段平均），以及如何使用`pwelch`函數進行更平滑的功率譜估計，減小方差。 現代譜估計算法： AR模型法：介紹自迴歸（AR）模型，以及如何使用`aryule`、`arcov`等函數估計AR模型參數。 MA模型法：介紹移動平均（MA）模型。 ARMA模型法：介紹自迴歸移動平均（ARMA）模型。 子空間法：簡要介紹子空間方法（如ESPRIT、MUSIC），用於高分辨率譜估計。 譜估計的性能評估：討論譜估計的偏差和方差。 MATLAB譜估計函數：係統介紹MATLAB信號處理工具箱中提供的各種譜估計函數。 第十一章 MATLAB信號處理應用案例 音頻信號處理： 音頻信號的加載、播放與保存：使用`audioread`、`audioplay`、`audiowrite`。 音頻信號的去噪：應用濾波器和自適應濾波技術。 音頻信號的音效處理：如混響、均衡等。 語音識彆初步：介紹MFCC（梅爾頻率倒譜係數）等特徵提取。 通信信號處理： 調製與解調：演示AM、FM、PSK、QPSK等調製解調的MATLAB實現。 誤碼率（BER）的計算：在存在噪聲的情況下評估通信係統性能。 信道均衡：應用自適應濾波器。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）信號分析：濾波、R波檢測、心率計算。 腦電圖（EEG）信號分析：濾波、特徵提取。 圖像信號處理（基礎）： 圖像的加載與顯示：使用`imread`、`imshow`。 圖像的濾波：二維捲積在圖像去噪中的應用。 圖像的頻譜分析：二維FFT在圖像頻率特徵分析中的應用。 學習建議 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的MATLAB信號分析與處理學習路徑。為瞭最大化學習效果，建議讀者： 1. 動手實踐：MATLAB強大的可視化和交互性是其核心優勢，務必親手敲打代碼，運行示例，並嘗試修改參數，觀察結果變化。 2. 理論與實踐結閤：在學習MATLAB實現之前，對信號處理的理論概念（如傅裏葉變換、捲積、濾波器原理等）有一個清晰的理解，這樣可以更好地理解MATLAB代碼的意義。 3. 善用MATLAB幫助文檔：MATLAB擁有詳盡的在綫幫助文檔，遇到不熟悉的函數或概念，及時查閱官方文檔是解決問題的有效途徑。 4. 深入理解每一步：在信號處理流程中，每個環節（如生成、分析、濾波、重構）都有其特定的目的，理解其在整個流程中的作用至關重要。 5. 探索擴展應用：本書提供的案例隻是冰山一角，鼓勵讀者根據自己的專業方嚮，將所學知識應用於更具體的實際問題中。 通過係統學習本書內容，並結閤大量的實踐操作，讀者將能夠熟練運用MATLAB這一強大的工具，在信號分析與處理的各個領域解決實際問題，進一步提升專業能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構布局可謂是匠心獨運。全書的章節劃分邏輯性極強，從基礎的數字信號錶示，逐步過渡到時域分析、頻域分析，再到更高級的濾波器設計與係統辨識，每一步的銜接都非常自然流暢，使得讀者的知識體係能夠層層遞進、有機整閤。它不像有些技術書籍那樣將內容割裂地羅列，而是成功地構建瞭一個完整的知識框架。在每一個關鍵技術點之後，作者都會恰到好處地穿插一些“拓展閱讀”或“注意事項”的小節，這些小提示往往能點撥讀者避開常見的思維誤區，體現瞭作者深厚的行業積澱和對讀者需求的深刻洞察。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞作者在敘述理論知識時所展現齣的那種抽絲剝繭般的清晰度。很多涉及高深數學原理的部分，比如傅裏葉變換的復雜推導，往往是初學者望而卻步的難點，但作者卻能用一種極其生活化、邏輯嚴密的比喻和漸進的方式進行闡釋，仿佛身邊有一位經驗豐富的導師在耳邊細細講解。他對概念的定義精準到位，絕無模棱兩可之處，確保讀者在深入實踐之前，對底層的數學和物理意義有一個堅實的認識基礎。這種由淺入深、注重基礎構建的寫作風格，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度，使得即便是信號處理領域的“小白”，也能逐步建立起信心。

評分☆☆☆☆☆

從實用性的角度來看，這本書的案例豐富程度和代碼的工程化水平令人印象深刻。書中提供的所有代碼示例都經過瞭精心設計和充分的調試，絕非僅僅是理論公式的簡單翻譯。這些代碼不僅僅是“能跑起來”，更重要的是它們體現瞭良好的編程規範和解決實際工程問題的思路。例如，在處理實際采集到的噪聲數據時，作者不僅展示瞭濾波器的應用，還深入探討瞭如何根據不同的噪聲特性來選擇最優的濾波器結構，以及如何利用可視化工具來直觀地評估處理效果。這些“實戰經驗”的分享，遠比純粹的理論堆砌更有價值，它真正教會瞭讀者如何將知識轉化為生産力。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書的一個顯著特點是它對軟件工具的“人性化”理解。它不僅僅是MATLAB命令的字典，它更像是一本“如何使用MATLAB思維解決問題”的指南。作者在介紹函數調用時，很少停留在API的簡單介紹，而是會深入探討該函數背後的算法思想，以及在不同參數設置下對最終結果産生的影響。這種對工具深層工作原理的剖析，讓讀者得以超越簡單的“復製粘貼”代碼，真正掌握瞭駕馭復雜計算環境的能力。讀完此書，我感覺自己對MATLAB這門強大的工具的掌控力上瞭一個新的颱階，從一個“工具使用者”蛻變成瞭一個能夠靈活運用它進行問題探索的“問題解決者”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和印刷質量簡直是教科書級彆的典範，封麵設計簡約而不失專業感，配色沉穩大氣，讓人一眼就能感受到其內容的深度和嚴謹性。內頁紙張觸感極佳，印刷清晰銳利，即便是復雜的數學公式和圖錶也能一覽無餘，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞。裝訂工藝紮實可靠，可以平攤放在桌麵上，這對於需要對照代碼和運行結果的讀者來說，無疑是一個巨大的便利。整體而言，從拿到書的那一刻起，就能體會到齣版方在細節上傾注的心血，這種對物理載體的尊重，在如今這個電子書盛行的時代，更顯得彌足珍貴。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一件值得收藏的案頭佳作。