Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer
Elaborazione numerica dei segnali
Pagine: 616
ISBN: 9788820430061
Edizione: 4a ristampa 2010, 13a edizione 2001
Codice editore: 740.5
Disponibilità: Discreta
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Questo è un libro di base, aggiornato e completo, sulla teoria e le applicazioni dell'elaborazione numerica dei segnali.
Gli argomenti trattati comprendono segnali e sistemi a tempo discreto, la trasformato z, la trasformata di Fourier discreto, le rappresentazioni dei filtri numerici per mezzo di matrici e grafi di flusso il progetto di filtri numerici, la trasformato di Fourier veloce (FFT), le trasformate di Hilbert discrete, i segnali casuali discreti, gli effetti della lunghezza finita dei registri, l'elaborazione omomorfa dei segnali e la stima della densità spettrale di potenza.
Tra le caratteristiche del libro si segnalano in particolare:
- introduzione all'elaborazione dei segnali a due dimensioni;
- la presentazione dei risultati piu recenti del lavoro di ricerca degli autori;
- la trattazione approfondito degli algoritmi per la trasformata di Fourier veloce (FFT) del teorema di Tellegen e di altri teoremi riguardanti le reti di elaborazione numerica;
- più di 200 problemi accuratamente preparati e scelti in modo da integrarsi con il testo.
A.V. Oppenheim insegnò presso il Dipartimento di «Electrical Engineering» e «Computer Science» del «Massachussets lnstitute of Technology». E' uno dei ricercatori che ha maggiormente contribuito allo sviluppo della elaborazione numerica dei segnali. In particolare ha introdotto il concetto di filtraggio omomorfo (che è una forma di generalizzazione del filtraggio lineare) applicandolo a numerosi settori di rilevante interesse ingegneristico.
R. Schafer insegna presso il Dipartimento di «Electrical Engineering» del «Georgia Institute of Technology» dopo aver lavorato per diversi anni presso i «Bell Laborataries». Si occupa di elaborazione numerica dei segnali e, in particolare, di tecniche di analisi e sintesi della voce. E' detentore di numerosi brevetti ed è coautore, con L.R. Rabbiner, di «Digital Processing of Speech Signals» (Prentice-Hall,1978).
Prefazione all'edizione italiana, di Carlo Braccini e Giuseppe Gambardella
Prefazione
Introduzione
1. Segnali e sistemi a tempo discreto
1.0 Introduzione
1.1 Segnali a tempo discreto - Sequenze
1.2 Sistemi lineari invarianti alla traslazione
1.3 Stabilità e causalità
1.4 Equazioni lineari alle differenze a coefficienti costanti
1.5 Rappresentazione nel dominio della frequenza di sistemi e segnali a tempo discreto
1.6 Alcune proprietà di simmetria della trasformata di Fourier
1.7 Campionamento di segnali a tempo continuo
1.8 Sequenze e sistemi bidimensionali
Sommario
Problemi
2. La trasformata z
2.0 Introduzione
2.1 La trasformata z
2.2 La trasformata z inversa
2.3 Teoremi e proprietà della trasformata z
2.4 Funzione di trasferimento
2.5 La trasformata z bidimensionale
Sommario
Problemi
3. La trasformata di Fourier discreta
3.0 Introduzione
3.1 Rappresentazione di sequenze periodiche - La serie di Fourier discreta
3.2 Proprietà della serie di Fourier discreta
3.3 Riassunto delle proprietà della rappresentazione con la DFS di sequenze periodiche
3.4 Campionamento della trasformata z
3.5 Rappresentazione di Fourier per sequenze di durata finita - La trasformata di Fourier discreta
3.6 Proprietà della trasformata di Fourier discreta
3.7 Riassunto delle proprietà della trasformata di Fourier discreta
3.8 Convoluzione lineare basata sulla trasformata di Fourier discreta
3.9 Trasformata di Fourier discreta bidimensionale
Sommario
Problemi
4. Uso dei grati di flusso e matrici per la rappresentazione dei filtri numerici
4.0 Introduzione
4.1 Rappresentazione delle reti numeriche mediante grafi di flusso di segnale
4.2 Rappresentazione matriciale delle reti numeriche
4.3 Le strutture di rete fondamentali per sistemi IIR
4.4 Forme trasposte
4.5 Le strutture di rete fondamentali per sistemi FIR
4.6 Effetti della quantizzazione dei parametri
4.7 Il teorema di Tellegen per i filtri numerici e sue applicazioni
Sommario
Problemi
5. Tecniche di progetto di filtri numerici
5.0 Introduzione
5.1 Progetto di filtri numerici IIR da filtri analogici
5.2 Esempi di progetto: trasformazione analogico-numerica
5.3 Progetto di filtri numerici IIR assistito da calcolatore
5.4 Proprietà dei filtri numerici FIR
5.5 Progetto di filtri FIR con l'uso di finestre
5.6 Progetto di filtri FIR assistito da calcolatore
5.7 Un confronto tra filtri numerici IIR e FIR
Sommario
Problemi
6. Calcolo della trasformata di Fourier discreta
6.0 Introduzione
6.1 L'algoritmo di Goertzel
6.2 Algoritmi di FFT basati sulla decimazione nel tempo
6.3 Algoritmi di FFT basati sulla decimazione in frequenza
6.4 Algoritmi di FFT per N numero composto
6.5 Considerazioni generali su problemi di calcolo per gli algoritmi di FFT
6.6 Algoritmo della trasformata z chirp
Sommario
Problemi
7. Trasformate di Hilbert discrete
7.0 Introduzione
7.1 Sufficienza della sola parte reale o immaginaria per sequenze causali
7.2 Condizione di fase minima
7.3 Trasformate di Hilbert per la DFT
7.4 Trasformate di Hilbert per sequenze complesse
Sommario
Problemi
8. Segnali casuali discreti
8.0 Introduzione
8.1 Un processo casuale a tempo discreto
8.2 Medie
8.3 Rappresentazioni in frequenza dei segnali a energia infinita
8.4 Risposta dei sistemi lineari a segnali casuali
Sommario
Problemi
9. Effetti della lunghezza finita dei registri nella elaborazione numerica dei segnali
9.0 Introduzione
9.1 Effetto della rappresentazione dei numeri sulla quantizzazione
9.2 La quantizzazione nel campionamento di segnali analogici
9.3 Effetti della lunghezza finita dei registri nella realizzazione di filtri numerici IIR
9.4 Effetti della lunghezza finita dei registri nelle realizzazioni di filtri numerici FIR
9.5 Effetti della lunghezza finita dei registri nei calcoli della trasformata di Fourier discreta
Sommario
Problemi
10. Elaborazione omomorfa dei segnali
10.0 Introduzione
10.1 Sovrapposizione generalizzata
10.2 Sistemi omomorfi moltiplicativi
110.3 Elaborazione omomorfa di immagini
10.4 Sistemi omomorfi per la convoluzione
10.5 Proprietà del cepstrum complesso
10.6 Algoritmi per la realizzazione del sistema caratteristico D*
10.7 Applicazioni della deconvoluzione omomorfa
Sommario
Problemi
11. Stima dello spettro di potenza
11.0 Introduzione
11.1 Principi fondamentali di teoria della stima
11.2 Stime dell'autocovarianza
11.3 Il periodogramma come stima dello spettro di potenza
11.4 Stimatori dello spettro « smussati »
1 1.5 Stima della covarianza incrociata e dello spettro incrociato
11.6 Uso della FFT nella stima dello spettro
11.7 Esempio di stima dello spettro
Sommario
Problemi
Indice analitico
Prefazione
Introduzione
1. Segnali e sistemi a tempo discreto
1.0 Introduzione
1.1 Segnali a tempo discreto - Sequenze
1.2 Sistemi lineari invarianti alla traslazione
1.3 Stabilità e causalità
1.4 Equazioni lineari alle differenze a coefficienti costanti
1.5 Rappresentazione nel dominio della frequenza di sistemi e segnali a tempo discreto
1.6 Alcune proprietà di simmetria della trasformata di Fourier
1.7 Campionamento di segnali a tempo continuo
1.8 Sequenze e sistemi bidimensionali
Sommario
Problemi
2. La trasformata z
2.0 Introduzione
2.1 La trasformata z
2.2 La trasformata z inversa
2.3 Teoremi e proprietà della trasformata z
2.4 Funzione di trasferimento
2.5 La trasformata z bidimensionale
Sommario
Problemi
3. La trasformata di Fourier discreta
3.0 Introduzione
3.1 Rappresentazione di sequenze periodiche - La serie di Fourier discreta
3.2 Proprietà della serie di Fourier discreta
3.3 Riassunto delle proprietà della rappresentazione con la DFS di sequenze periodiche
3.4 Campionamento della trasformata z
3.5 Rappresentazione di Fourier per sequenze di durata finita - La trasformata di Fourier discreta
3.6 Proprietà della trasformata di Fourier discreta
3.7 Riassunto delle proprietà della trasformata di Fourier discreta
3.8 Convoluzione lineare basata sulla trasformata di Fourier discreta
3.9 Trasformata di Fourier discreta bidimensionale
Sommario
Problemi
4. Uso dei grati di flusso e matrici per la rappresentazione dei filtri numerici
4.0 Introduzione
4.1 Rappresentazione delle reti numeriche mediante grafi di flusso di segnale
4.2 Rappresentazione matriciale delle reti numeriche
4.3 Le strutture di rete fondamentali per sistemi IIR
4.4 Forme trasposte
4.5 Le strutture di rete fondamentali per sistemi FIR
4.6 Effetti della quantizzazione dei parametri
4.7 Il teorema di Tellegen per i filtri numerici e sue applicazioni
Sommario
Problemi
5. Tecniche di progetto di filtri numerici
5.0 Introduzione
5.1 Progetto di filtri numerici IIR da filtri analogici
5.2 Esempi di progetto: trasformazione analogico-numerica
5.3 Progetto di filtri numerici IIR assistito da calcolatore
5.4 Proprietà dei filtri numerici FIR
5.5 Progetto di filtri FIR con l'uso di finestre
5.6 Progetto di filtri FIR assistito da calcolatore
5.7 Un confronto tra filtri numerici IIR e FIR
Sommario
Problemi
6. Calcolo della trasformata di Fourier discreta
6.0 Introduzione
6.1 L'algoritmo di Goertzel
6.2 Algoritmi di FFT basati sulla decimazione nel tempo
6.3 Algoritmi di FFT basati sulla decimazione in frequenza
6.4 Algoritmi di FFT per N numero composto
6.5 Considerazioni generali su problemi di calcolo per gli algoritmi di FFT
6.6 Algoritmo della trasformata z chirp
Sommario
Problemi
7. Trasformate di Hilbert discrete
7.0 Introduzione
7.1 Sufficienza della sola parte reale o immaginaria per sequenze causali
7.2 Condizione di fase minima
7.3 Trasformate di Hilbert per la DFT
7.4 Trasformate di Hilbert per sequenze complesse
Sommario
Problemi
8. Segnali casuali discreti
8.0 Introduzione
8.1 Un processo casuale a tempo discreto
8.2 Medie
8.3 Rappresentazioni in frequenza dei segnali a energia infinita
8.4 Risposta dei sistemi lineari a segnali casuali
Sommario
Problemi
9. Effetti della lunghezza finita dei registri nella elaborazione numerica dei segnali
9.0 Introduzione
9.1 Effetto della rappresentazione dei numeri sulla quantizzazione
9.2 La quantizzazione nel campionamento di segnali analogici
9.3 Effetti della lunghezza finita dei registri nella realizzazione di filtri numerici IIR
9.4 Effetti della lunghezza finita dei registri nelle realizzazioni di filtri numerici FIR
9.5 Effetti della lunghezza finita dei registri nei calcoli della trasformata di Fourier discreta
Sommario
Problemi
10. Elaborazione omomorfa dei segnali
10.0 Introduzione
10.1 Sovrapposizione generalizzata
10.2 Sistemi omomorfi moltiplicativi
110.3 Elaborazione omomorfa di immagini
10.4 Sistemi omomorfi per la convoluzione
10.5 Proprietà del cepstrum complesso
10.6 Algoritmi per la realizzazione del sistema caratteristico D*
10.7 Applicazioni della deconvoluzione omomorfa
Sommario
Problemi
11. Stima dello spettro di potenza
11.0 Introduzione
11.1 Principi fondamentali di teoria della stima
11.2 Stime dell'autocovarianza
11.3 Il periodogramma come stima dello spettro di potenza
11.4 Stimatori dello spettro « smussati »
1 1.5 Stima della covarianza incrociata e dello spettro incrociato
11.6 Uso della FFT nella stima dello spettro
11.7 Esempio di stima dello spettro
Sommario
Problemi
Indice analitico
Collana: Ingegneria elettrica
Argomenti: Ingegneria elettronica
Livello: Textbook, strumenti didattici
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