Książka jest wprowadzeniem w podstawy teorii cyfrowego przetwarzania sygnałów ze szczególnym uwzględnieniem jego zastosowań praktycznych. Omówiono w niej próbkowanie, kwantyzację, transformatę Fouriera, filtry, metody bayesowskie i rozważania numeryczne oraz ich zastosowanie w przetwarzaniu i kompresji dźwięku, obrazu i wideo, a także w telekomunikacji. Przedstawiono również metody efektywnej implementacji algorytmów w oprogramowaniu i sprzęcie oraz uwypuklono powiązania między różnymi technikami przetwarzania sygnałów i przedstawiono wiele praktycznych przykładów.
Wszystkie zawarte opisy zilustrowano ponad 200 rysunkami i przeszło 130 przykładami (z rozwiązaniami).
Odbiorcy: praktycy, których praca jest związana z przetwarzaniem sygnałów oraz studenci elektrotechniki i informatyki stosowanej.


Spis treści

Część I   Podstawy 11
1. Wstęp 13
1.1. Co to jest sygnał ? 13
1.2. Dziedzina i zakres sygnału 13
1.3. Konwersja sygnału z jednej postaci na inną 14
1.4. Przetwarzanie sygnałów 15
1.5. Notacja 16
Ćwiczenia 19
2. Próbkowanie 20
2.1. Próbkowanie regularne 20
2.2. Straty w procesie próbkowania 22
2.3. Przykłady aliasingu 22
2.4. Częstotliwości ujemne 25
2.5. Granica Nyquista 27
2.6. Próbkowanie nieregularne 28
Ćwiczenia 31
3. Konwersja analogowo-cyfrowa 35
3.1. Prosty system cyfrowego przetwarzania sygnałów 35
3.2. Kwantyzacja nieliniowa 38
3.3. Niezbędna liczba bitów 39
3.4. Dithering 40
3.5. Konwersja nieidealna 42
Ćwiczenia 43
4. Dziedzina częstotliwości 47
4.1. Pomiar prędkości obrotowej 47
4.2. Ruch złożony 49
4.3. Interpretacja transformaty Fouriera 52
4.4. Liczba współczynników Fouriera 53
4.5. Odtworzenie sygnału z jego transformaty Fouriera 54
4.6. Sygnały rzeczywiste 54
4.7. Postępowanie z sygnałami nieokresowymi 59
4.8. Szybka transformata Fouriera 62
Ćwiczenia 68
5. Filtry 73
5.1. Wygładzanie sygnału 73
5.2. Analiza filtru 76
5.3. Splot w dziedzinie częstotliwości 84
5.4. Korelacja 86
5.5. Projektowanie filtrów SOI 87
5.6. Interpolacja 93
5.7. Filtry o nieskończonej odpowiedzi impulsowej 105
5.8. Filtrowanie sygnałów zespolonych 110
Ćwiczenia 112
6. Metody oparte na rachunku prawdopodobieństwa 115
6.1. Prawdopodobieństwo i prawdopodobieństwo warunkowe 115
6.2. Prawdopodobieństwo i przetwarzanie sygnałów 120
6.3. Szum 122
Ćwiczenia 133
7. Rozważania numeryczne 136
7.1. Reprezentacje stałopozycyjne 136
7.2. Liczby ujemne w reprezentacji stałopozycyjnej 148
7.3. Reprezentacja zmiennopozycyjna 151
7.4. Wybór między reprezentacją stałopozycyjną i zmiennopozycyjną 155
Ćwiczenia 156
Część II   Zastosowania 161
8. Dźwięk 163
8.1. Ucho 163
8.2. Częstotliwości próbkowania i konwersja 163
8.3. Dźwięk w dziedzinie częstotliwości 166
8.4. Kompresja sygnałów dźwiękowych 169
8.5. Wyodrębnianie informacji o wysokości dźwięku 178
8.6. Konwersja delta-sigma 188
Ćwiczenia 190
9. Obrazy nieruchome 192
9.1. Luminancja i chrominancja 192
9.2. Gamma 193
9.3. Obraz jako sygnał 194
9.4. Filtrowanie obrazu 199
9.5. Dyskretna transformata kosinusowa 207
9.6. Kompresja JPEG do obrazów o płynnych przejęciach tonalnych 211
9.7. Dyskretna transformata falkowa 216
9.8. Skalowanie obrazów 223
9.9. Poprawianie obrazów 227
9.10. Wykrywanie krawędzi 229
9.11. Przetwarzanie obrazów dwupoziomowych 231
9.12. Rozpoznawanie wzorów 237
Ćwiczenia 240
10. Obrazy ruchome 246
10.1. Standardowe formaty wideo 246
10.2. Usuwanie przeplotu 249
10.3. Konwersja pomiędzy standardami 254
10.4. Estymacja ruchu 256
10.5. Kompresja wideo MPEG-2 262
Ćwiczenia 266
11. Telekomunikacja 268
11.1. Modulacja amplitudy 269
11.2. Modulacja częstotliwości 276
11.3. Modulacja kwadraturowo-amplitudowa 278
11.4. Techniki widma rozproszonego 302
Ćwiczenia 313
12. Realizacje praktyczne 315
12.1. Oprogramowanie 316
12.2. Architektura procesora 318
12.3. Realizacja sprzętowa 324
12.4. Arytmetyka bitowo-szeregowa 330
Ćwiczenia 338
Odpowiedzi 340
Skorowidz 346