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第1章 信号处理工具箱1

1.1 Matlab中的信号表示与产生2

1.1.1 Matlab中的信号表示方法2

1.1.2 工具箱中的信号产生函数3

1.1.3 信号的基本运算和基本属性9

1.2 z变换和离散时间系统10

1.2.1 z变换10

1.2.2 离散线性系统模型10

1.2.3 线性系统变换12

1.3 信号的数学变换20

1.3.1 离散傅立叶变换(DFT)20

1.3.2 快速离散傅立叶变换(FFT)21

1.3.3 离散余弦变换(DCT)23

1.3.4 离散希尔伯特变换(HCT)26

1.3.5 Chrip-Z变换(CZT)27

1.4 滤波器的分析与实现29

1.4.1 线性系统与滤波器的分析29

1.4.2 滤波器的实现36

1.5 模拟滤波器和无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计39

1.5.1 滤波器设计的一些基本概念39

1.5.2 模拟低通滤波器的设计41

1.5.3 频率变换和模拟高通、带通、带阻滤波器的设计46

1.5.4 模拟滤波器的离散化50

1.5.5 标准模拟／数字滤波器设计函数53

1.5.6 数字滤波器的最小阶次估计61

1.6 窗函数66

1.7 有限冲激响应(FIR)滤波器的设计73

1.7.1 窗函数设计法74

1.7.2 最小平方逼近法76

1.7.3 一致逼近法81

1.7.4 用于信号插值的限带滤波器83

1.8 采样率转换84

1.8.1 信号的整数倍抽取(decimation)84

1.8.2 信号的整数倍插值(interpolation)85

1.8.3 任意倍数的信号重采样(resample)86

1.9 随机信号分析与经典谱估计88

1.9.1 随机变量88

1.9.2 随机信号89

1.9.3 相关函数和协方差的估计90

1.9.4 经典功率谱估计92

1.9.5 基于经典谱估计的系统辨识97

1.10 参数模型功率谱估计与系统辨识99

1.10.1 平稳随机信号的参数模型99

1.10.2 AR模型的递推估计100

1.10.3 由冲激响应辨识系统的传递函数102

1.10.4 由频率响应辨识系统的传递函数105

1.11 倒谱分析107

1.12 中值滤波110

1.13 短时傅立叶变换与时-频分析111

参考文献113

第2章 图像处理工具箱114

2.1 Matlab中的图像类型及类型转换115

2.1.1 图像和图像数据115

2.1.2 图像处理工具箱所支持的图像类型115

2.1.3 图像类型转换118

2.2 图像文件的读/写和显示122

2.2.1 图像文件的读写122

2.2.2 图像显示125

2.3 图像插值与剪切130

2.3.1 图像插值130

2.3.2 图像的插值缩放132

2.3.4 图像的剪切133

2.3.3 图像的插值旋转133

2.4 图像的数学变换135

2.4.1 快速傅立叶变换(FFT)135

2.4.2 离散余弦变换(DCT)140

2.4.3 Radon变换143

2.5 滑动窗与图像块147

2.6 二维线性滤波与滤波器设计150

2.6.1 二维卷积150

2.6.2 常用算子与二维滤波151

2.6.3 二维FIR滤波器的频率响应和窗函数设计法154

2.6.4 二维FIR滤波器设计的频率采样法158

2.6.5 二维FIR滤波器设计的频率变换法160

2.7 像素值与统计特征的分析161

2.7.1 像素颜色值的获取161

2.7.2 图像的统计特征165

2.7.3 灰度等值图166

2.8 图像增强167

2.8.1 对比度调整167

2.8.2 直方图均衡化169

2.8.3 图像去噪170

2.9 边缘检测173

2.10 四叉树分解176

2.11 二值图像处理178

2.11.1 形态学图像处理179

2.11.2 对象操作182

2.11.3 特征提取186

2.11.4 查寻表187

2.12 对特定区域的处理189

2.13 色彩空间的转换192

参考文献195

3.1 通信系统与通信工具箱概述196

第3章 通信工具箱196

3.2 信号发生器和显示设备198

3.2.1 随机信号发生器198

3.2.2 显示设备199

3.3 信源编码203

3.3.1 标量量化203

3.3.2 压缩扩展器204

3.3.3 预测量化205

3.3.4 通信工具箱中的信源编码函数206

3.4 差错控制209

3.4.1 常用的编码类型209

3.4.2 纠错编码函数212

3.4.3 底层纠错编码函数221

3.5 调制解调227

3.5.1 带通模拟调制/解调228

3.5.2 带通模拟调制/解调的工具箱函数231

3.5.3 带通数字调制/解调233

3.5.4 带通数字调制／解调的工具箱函数238

3.5.5 基带调制/解调246

3.5.6 基带调制/解调的工具箱函数248

3.5.7 调制/解调的通用函数255

3.6 多路存取256

3.7 通信系统中的专滤波器259

3.8 有限域计算265

参考文献275

第4章 定点运算工具箱276

4.1 定点模块的开发模式276

4.2 定点运算原理277

4.2 1 定点制和浮点制277

4.2.2 simulink定点数据类型278

4.2.3 定点运算实现控制规律和数字滤波时的非线性效应279

4.2.4 Simulink定点数的表示范围280

4.3 定点运算函数和Simulink模块282

4.3.1 定点运算函数282

4.3.2 定点运算的Simulink模块284

参考文献306

第5章 小波分析工具箱307

5.1 小波分析基础307

5.1.1 傅立叶变换、短时傅立叶变换和小波变换307

5.1.2 小波基函数及其在工具箱中的表示308

5.1.3 小波滤波器的计算313

5.1.4 工具箱中用于验证算法的数据文件317

5.2 连续小波变换324

5.3 一维离散小波变换327

5.4 二维离散小波变换349

5.5.1 小波包信号分解361

5.5 小波包361

5.5.2 树操作364

5.5.3 小波包分析函数375

5.6 基于小波的信号去噪和压缩385

参考文献397

第6章 高阶谱分析工具箱399

6.1 高阶累积量和高阶谱400

6.1.1 高阶累积量400

6.1.2 高阶谱401

6.1.3 工具箱中用于验证算法的数据文件402

6.2 非参数化高阶谱估计411

6.2.1 高阶累积量的估计411

6.2.2 双谱和互双谱的估计414

6.2.3 高斯性和线性检验——Hinich检验419

6.3 参数模型高阶谱估计421

6.3.1 ARMA模型及其模拟产生421

6.3.2 MA模型的参数估计423

6.3.3 AR模型的参数估计425

6.3.4 ARMA模型参数估计427

6.3.5 基于ARMA模型的高阶统计量估计429

6.4 自适应线性预测431

6.4.1 误差准则431

6.4.2 自适应算法432

6.5 基于倒谱的冲激响应辨识和信号恢复434

6.6 二阶Volterra非线性系统的参数估计437

6.6.1 二阶Volterra系统438

6.6.2 输入为高斯信号的参数估计439

6.6.3 输入为任意信号的参数估计440

6.7 wigner时频分布及其高阶谱441

6.7.1 Wigner分布442

6.7.2 wigner高阶矩谱445

6.8.1 基于互相关的时延估计448

6.8 时延估计448

6.8.2 基于互累积量的时延估计450

6.8.3 基于双谱的时延估计450

6.9 谐波恢复与达波方向(DOA)估计452

参考文献455

第7章 地理信息处理工具箱456

7.1 地理信息处理的基本知识457

7.1.1 地理测量457

7.1.2 单位转换468

7.2 操作矢量图474

7.2.1 数据格式474

7.2.2 矢量数据的生成474

7.2.3 坐标内插481

7.2.4 求交483

7.2.5 剪切486

7.2.6 约简489

7.3 操作栅格地图490

7.3.1 数据格式490

7.3.2 栅格图操作491

7.3.3 规则栅格图的特殊处理494

7.3.4 特殊矩阵500

7.3.5 格式转换502

7.4 地图投影503

7.4.1 地图投影基础503

7.4.2 Mapping中的地图投影504

7.4.3 纬度转换506

7.5 地图显示508

7.5.1 Mapaxes结构508

7.5.2 地图定义与属性控制514

7.5.3 投影转换522

7.5.4 对象的投影与显示528

7.5.5 交互552

7.5.6 对象管理553

7.5.7 类对象操作556

7.6 地质统计分析559

7.6.1 地理位置均值560

7.6.2 地理标准差与标准距离561

7.6.3 等积坐标转换563

7.6.4 统计直方图564

7.6.5 其他函数566

7.7 图形窗口工具567

7.7.1 maptool简介567

7.7.2 一个实际例子568

7.7.3 maptool环境572

7.7.4 GUI函数说明576

7.8 地图集与外部数据接口615

7.8.1 读取DCW数据616

7.8.2 读取TIGER数据619

7.8.3 读取ETOP05和TerrainBase数据625

7.8.4 获取DCW-DEM数据626

7.8.5 读取美国高程数据627

7.8.6 读取FK5天文数据628

参考文献630

附录Matlab函数参考631

附录1 常用命令631

附录2 运算符号与特殊字符632

附录3 语言结构与调试633

附录4 基本矩阵及矩阵处理634

附录5 特殊矩阵635

附录6 数学函数635

附录7 坐标转换636

附录8 矩阵函数636

附录9 数据分析与Fourier变换函数637

附录lO 多项式处理函数638

附录11 非线性数值方法638

附录12 稀疏矩阵函数639

附录13 图形绘制640

附录14 特殊图形642

附录15 图形处理643

附录16 GUI(图形用户接口)644

附录17 声音处理645

附录18 字符串处理函数645

附录19 文件输入输出函数646

附录20 位操作646

附录21 复杂数据类型647

附录22 日期与时间648

附录23 动态数据交换648

参考文献648