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上篇 MATLAB语言基础2

第1章MATLAB语言简介2

1.1 MATLAB的工作环境2

1.2在MATLAB中如何获取帮助信息4

1.3文件管理功能6

1.4 MATLAB的用户文件格式7

1.5一个实例7

习题11

第2章 MATLAB的数值计算功能12

2.1变量及其赋值12

2.1.1变量12

2.1.2 MATLAB的语句13

2.1.3矩阵及其元素的赋值13

2.1.4向量的生成14

2.1.5矩阵的下标15

2.1.6复数表示17

2.2 MATLAB的基本管理命令18

2.2.1 “save”与“load”命令18

2.2.2清除变量命令“clear”18

2.2.3查询变量信息命令“who”和“whos18

2.2.4数据格式命令“format”19

2.3 MATLAB的常用数学函数20

2.4矩阵与数组运算21

2.4.1矩阵的算术运算21

2.4.2矩阵的关系运算23

2.4.3矩阵的逻辑运算24

2.4.4逻辑字符检查命令25

2.4.5矩阵的块操作26

2.4.6矩阵函数30

2.4.7基本的数据分析31

2.4.8稀疏矩阵33

2.5多项式运算36

2.5.1多项式的表达与创建36

2.5.2多项式求根及其逆运算36

2.5.3多项式的四则运算36

2.5.4多项式的微分与赋值运算38

2.6字符运算39

2.6.1字符串数组的创建39

2.6.2字符串数组的运算40

习题41

第3章MATLAB的程序设计基础44

3.1 M文件编辑器44

3.2命令文件（脚本文件或程序文件）45

3.3函数文件46

3.4全局变量与局部变量47

3.5程序流程控制47

3.5.1循环结构48

3.5.2条件转移结构50

3.5.3流程控制命令53

3.5.4程序举例54

习题57

第4章MATLAB的符号运算功能59

4.1符号对象的创建59

4.1.1创建符号常量59

4.1.2创建符号变量60

4.1.3创建符号表达式61

4.1.4创建符号方程61

4.1.5创建符号矩阵62

4.2数值变量、符号变量及字符变量问的相互转换63

4.2.1将其他类型变量转换为符号变量64

4.2.2将其他类型变量转换为字符变量64

4.2.3将其他类型变量转换为数值变量65

4.3符号表达式的操作和转换65

4.3.1符号表达式中自由变量的确定65

4.3.2符号表达式的替换66

4.3.3求反函数和复合函数67

4.3.4符号表达式的转换68

4.4常用符号运算功能的实现68

4.4.1符号的代数运算和线性代数运算68

4.4.2可变精度的算术运算68

4.4.3符号的极限运算69

4.4.4符号的微积分运算70

4.4.5符号的级数运算71

4.5符号方程的求解72

4.5.1代数方程的求解72

4.5.2常微分方程的求解74

习题75

第5章MATLAB的可视化功能77

5.1绘制二维图形77

5.1.1基本绘图命令77

5.1.2多个图形绘制的方法81

5.1.3曲线的线型、颜色和数据点形83

5.1.4设置坐标轴和文字标注84

5.1.5特殊坐标二维图形88

5.1.6特殊二维图形89

5.2绘制三维图形94

5.2.1基本三维图形94

5.2.2三维图形的修饰与控制95

5.2.3绘制三维网线图和曲面图96

5.3符号函数图形的绘制98

5.3.1“fplot”命令99

5.3.2 “ezplot”命令99

5.3.3符号函数的其他绘图命令101

习题102

第6章MATLAB图形用户界面设计105

6.1句柄图形对象105

6.1.1句柄图形对象105

6.1.2图形对象的句柄106

6.1.3图形对象属性的获取与设置107

6.2采用GUIDE设计GUI108

6.2.1启动GUIDE108

6.2.2 GUI编辑界面109

6.2.3添加和对齐控件110

6.2.4添加菜单112

6.2.5添加工具栏113

6.3 GUI基本图形对象114

6.3.1 GUI基本控件114

6.3.2其他GUI图形对象117

6.4对话框120

6.4.1公共对话框121

6.4.2自定义对话框125

6.5 GUI编程综合实例131

6.5.1基于MATLAB GUI的绘图板131

6.5.2交互式信号频谱分析界面137

习题140

中篇 基于MATLAB的信号分析与处理144

第7章 信号与系统的MATLAB实现144

7.1信号的产生与可视化144

7.2信号的时域运算145

7.3信号的时域卷积149

7.4线性系统的描述150

7.4.1描述线性系统的数学模型150

7.4.2系统模型之间的转换152

7.5线性系统的时域分析155

7.6线性系统的频域分析160

7.7信号与系统的仿真题目161

7.7.1用MATLAB实现常用的连续时间信号及其时域运算161

7.7.2用MATLAB实现常用的离散时间信号及其时域运算162

7.7.3用MATLAB实现信号的时域卷积162

7.7.4用MATLAB实现线性系统的时域分析163

7.7.5用MATLAB实现线性系统的频域分析164

7.7.6语音信号的采样与频谱分析165

7.7.7心电信号各波频谱分析167

7.7.8音乐的分析与合成168

第8章 数字信号处理的MATLAB实现172

8.1离散傅里叶变换（DFT）172

8.2 IIR数字滤波器的设计175

8.2.1 IIR数字滤波器设计的MATLAB函数使用介绍175

8.2.2用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器举例178

8.2.3用双线性变换法设计IIR数字滤波器举例181

8.3 FIR数字滤波器的设计184

8.3.1窗函数设计法184

8.3.2频率采样设计法187

8.3.3切比雪夫等波纹逼近设计法189

8.4数字信号处理的仿真题目192

8.4.1序列傅里叶变换的MATLAB实现192

8.4.2利用MATLAB实现离散时间系统的时域和频域分析193

8.4.3利用FFT进行频谱分析194

8.4.4用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器的MATLAB实现195

8.4.5用双线性变换法设计IIR数字滤波器的MATLAB实现196

8.4.6利用窗函数法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现197

8.4.7利用频率采样法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现198

8.4.8利用切比雪夫逼近法设计FIR数字滤波器的MATLAB实现199

8.4.9语音数字滤波系统设计200

8.4.10音频信号处理系统设计200

8.4.11数字音效处理器的设计201

8.4.12频谱分析仪设计202

第9章 随机信号分析的MATLAB实现204

9.1随机变量的产生和运算204

9.1.1产生正态分布随机变量的MATLAB函数205

9.1.2产生均匀分布随机变量的MATLAB函数206

9.1.3其他相关的MATLAB函数206

9.2随机信号及其频谱分析207

9.2.1相关函数及功率谱估计的MATLAB函数208

9.2.2相关函数及功率谱估计举例211

9.3随机信号分析的仿真题目215

9.3.1随机变量统计分布的MATLAB实现215

9.3.2随机变量及其数字特征运算的MATLAB实现215

9.3.3随机信号及其自相关函数和功率谱密度的MATLAB实现215

9.3.4随机信号互相关函数及互谱密度的MATLAB实现216

9.3.5随机信号的分析与处理216

9.3.6 强噪声背景下语音信号的检测和提取217

第10章 数字语音处理的MATLAB实现219

10.1语音信号的采集219

10.2语音信号的预处理220

10.3语音信号的时域分析221

10.4语音信号的频域分析225

10.5语音信号的倒谱分析226

10.6语音信号的线性预测分析228

10.7数字语音处理的仿真题目230

10.7.1用MATLAB实现语音信号的时域分析230

10.7.2用MATLAB实现语音信号的频域分析231

10.7.3用MATLAB实现语音信号的倒谱分析231

10.7.4用MATLAB实现语音信号的线性预测分析232

第11章 数字图像处理的MATLAB实现233

11.1 MATLAB图像处理工具箱简介233

11.2图像的傅里叶变换236

11.2.1二维离散傅里叶变换的相关MATLAB函数236

11.2.2二维离散傅里叶变换的性质237

11.3图像增强239

11.4图像复原242

11.5图像边缘检测246

11.6数字图像处理的仿真题目247

11.6.1用MATLAB实现图像的傅里叶变换247

11.6.2用MATLAB实现图像增强247

11.6.3用MATLAB实现图像复原248

11.6.4用MATLAB实现图像边缘检测248

下篇 基于硬件平台的信号分析与处理250

第12章 信号与系统分析的设计与实践250

12.1信号与系统分析的硬件系统构成250

12.2信号与系统分析的硬件实现题目253

12.2.1信号的分解与合成253

12.2.2信号的采样与恢复254

12.2.3无失真传输系统255

12.2.4系统极点对系统频响的影响256

第13章 基于DSP的数字信号处理设计实例258

13.1基于DSP的语音处理系统设计258

13.1.1设计方案258

13.1.2硬件电路设计259

13.1.3软件设计262

13.2 DSP在图像识别方面的设计实例268

13.2.1系统硬件结构设计268

13.2.2二维条码识别系统设计270

13.2.3指纹识别系统设计272

13.3基于DSP的压缩系统设计275

13.3.1硬件系统设计275

13.3.2 JPEG压缩算法277

13.3.3实验结果281

第14章 基于FPGA的数字信号处理设计实例282

14.1基于FPGA的FFT设计与实现282

14.1.1基于FPGA的FFT处理器设计与实现282

14.1.2 FFT系统仿真与测试285

14.2基于FPGA的FIR数字滤波器设计与实现285

14.2.1 FIR滤波器硬件结构设计285

14.2.2基于FPGA的FIR滤波器软件设计287

14.2.3滤波效果测试292

14.3基于FPGA的IIR数字滤波器设计292

14.3.1 IIR数字滤波器的设计方法292

14.3.2 II R数字滤波器的FPGA实现方案293

14.3.3各模块设计与仿真结果分析296

14.3.4高阶IIR数字滤波器的实现301

第15章 基于LabVIEW的数字信号处理设计实例302

15.1基于LabVIEW实现墙体空鼓无损检测设计302

15.1.1系统设计302

15.1.2实验测量304

15.2基于LabVIEW的车牌识别系统设计306

15.2.1系统设计方案307

15.2.2图像获取及预处理308

15.2.3车牌定位以及OCR字符识别310

15.3基于声卡的虚拟信号分析仪器设计313

15.3.1声卡简介314

15.3.2基于声卡的函数信号发生器实现315

15.3.3基于声卡的示波器实现316

15.3.4基于声卡的频谱分析仪实现317

附录A常用的MATLAB命令和函数318

附录B常用术语汉英对照329

参考文献337