Отправить другу/подруге по почте ссылку на эту страницуВариант этой страницы для печатиНапишите нам!Карта сайта!Помощь. Как совершить покупку…
московское время07.07.22 16:14:21
На обложку
Некоторые вопросы биохимической физики, важные для врачейавторы — Фок М. В.
Электрические машины (специальный курс). Учебное пособие…авторы — Кононенко Е. В., Сипайлов Г. А., Хорьков К. А.
Математика и логика: ретроспектива и перспективыавторы — Кац М., Улам С. М.
б у к и н и с т и ч е с к и й   с а й т
Новинки«Лучшие»Доставка и ОплатаМой КнигоПроводО сайте
Книжная Труба   поиск по словам из названия
В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ ВОЗМОЖНЫ И НЕМИНУЕМЫ ЗАДЕРЖКИ ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАКАЗОВ
Авторский каталог
Каталог издательств
Каталог серий
Моя Корзина
Только цены
Рыбалка
Наука и Техника
Математика
Физика
Радиоэлектроника. Электротехника
Инженерное дело
Химия
Геология
Экология
Биология
Зоология
Ботаника
Медицина
Промышленность
Металлургия
Горное дело
Сельское хозяйство
Транспорт
Архитектура. Строительство
Военная мысль
История
Персоны
Археология
Археография
Восток
Политика
Геополитика
Экономика
Реклама. Маркетинг
Философия
Религия
Социология
Психология. Педагогика
Законодательство. Право
Филология. Словари
Этнология
ИТ-книги
O'REILLY
Дизайнеру
Дом, семья, быт
Детям!
Здоровье
Искусство. Культурология
Синематограф
Альбомы
Литературоведение
Театр
Музыка
КнигоВедение
Литературные памятники
Современные тексты
Худ. литература
NoN Fiction
Природа
Путешествия
Эзотерика
Пурга
Спорт

/Наука и Техника

Цифровые фильтры и их применение — Каппелини В., Константинидис А. Д., Эмилиани П.
Цифровые фильтры и их применение
Каппелини В., Константинидис А. Д., Эмилиани П.
год издания — 1983, кол-во страниц — 360, тираж — 15000, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 500 гр., издательство — Энергоатомиздат
цена: 499.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Сохранность книги — хорошая

V. Cappellini, A. G. Constantinides and P. Emilani
DIGITAL FILTERS AND THEIR APPLICATIONS

Academic Press, London, 1978

Пер. с англ.

Р е ц е н з е н т: В. М. Богачев

Формат 60x90 1/16. Бумага типографская №1. Печать высокая
ключевые слова — цифров, фильтр, радиолокац, гидролокац и звуколокац, адаптив, обработк, сигналов, каппелин, шумам, аналогов, быховск, калахан, сумматор, дискрет, z-преобразован, фурь, шэнкс, венецанопулос, спектральн, речев, вокодер, телеметр, томограф

В книге, написанной ведущими специалистами в области цифровой фильтрации Великобритании и Италии, сочетается глубокое изложение теории и современных методов практического проектирования и реализации цифровых фильтров. Рассмотрено применение цифровых фильтров для цифровой обработки речи, изображений в технике связи, радио-, гидро- и звуколокации и других областях. Приведён набор машинных программ.

Для специалистов в области электроники, измерительной техники, связи.


Ещё в конце 60-х годов цифровые фильтры были известны сравнительно узкому кругу специалистов, занимающихся цифровым моделированием и цифровой обработкой данных. Тогда задача реализации фильтра сводилась к задаче составления машинной программы реализации. В то же время задача технической (или аппаратурной) реализации цифрового фильтра в виде отдельного блока или микросхемы казалась чрезвычайно сложной и практически трудно выполнимой.

Однако поразительные успехи интегральной технологии цифровых схем, а также развитие новых методов синтеза цифровых фильтров позволили за последнее время не только преодолеть этот разрыв, но и в некоторых приложениях вытеснить традиционную аналоговую технику фильтрации и в первую очередь там, где требовались жёсткие допуски на точность реализации (в цифровых фильтрах точность набора коэффициентов определяется лишь числом разрядов разрядной сетки), высокий порядок аппроксимирующей функции и устойчивость, не говоря уже о системах двумерной фильтрации, где преимущества цифровой обработки неоспоримы. В цифровых фильтрах можно легко изменять коэффициенты, а следовательно, и характеристики фильтра, не изменяя структуры набора, что создаёт уникальную возможность осуществления последовательного спектрального анализа фактически на одном цифровом фильтре; наконец, создаются самые широкие возможности для синтеза перестраиваемых, адаптивных и многофункциональных фильтров.

За последнее время на русском языке опубликован ряд книг отечественных и зарубежных авторов, посвящённых цифровой фильтрации, в том числе и фундаментальная монография Л. Рабинера и В. Гоулда [Рабинер Л. Р., Гоулд В. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978]. И всё же предлагаемый перевод новой книги по цифровым фильтрам представит для советских читателей большой интерес своей практической направленностью и подробным освещением теории и техники синтеза двумерных цифровых фильтров, используемых в схемах обработки изображений. В этой книге не только отражён опыт в области цифровой фильтрации её авторов В. Каппелини, А. Дж. Константинидиса и П. Эмилиани и их исследовательских групп в Лондоне и Флоренции, но и обобщены в той или иной мере результаты, полученные за последнее время (до 1976 г. включительно) другими авторами.

Книга написана достаточно просто и чётко с минимальным использованием математического аппарата и ориентирована на инженеров и разработчиков аппаратуры.

Один из авторов книги, проф. А. Дж. Константинидис, хорошо известен у нас не только как автор многочисленных статей, но и как редактор переведённой у нас монографии по цифровой фильтрации. Два других — В. Каппелини и П. Эмилиани — внесли большой вклад в исследование методов расчёта нового класса фильтров с конечной импульсной характеристикой, в частности в исследовании «окон», описываемых функцией Вебера («окно» Каппелини).

Книга невелика по объёму, но затрагивает большинство практических вопросов цифровой фильтрации. С первой же главы авторы рассматривают одномерную и двумерную фильтрацию вместе. Этот методический приём позволяет им легко обобщать результаты одномерной фильтрации на двумерную, удобно проводить сопоставительный анализ и выяснять особенности двумерной фильтрации. Это особенно интересно, если учесть, что не все вопросы двумерной фильтрации хорошо изучены.

Глава 1 является кратким и ёмким введением в цифровую фильтрацию.

В гл. 2 и 3 авторы не только рассмотрели традиционный материал по методам синтеза фильтров с конечной импульсной характеристикой (КИХ) и бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), но и дополнили его рядом новых результатов в двумерной и в одномерной фильтрации («окно» Каппелини, сопоставительный анализ различных «окон», критика метода инвариантности импульсной характеристики и др.).

Глава 4 посвящена традиционным вопросам, связанным с квантованием, усечением, переполнением и другими специфическими шумами цифровых фильтров. В целом материал этой главы может служить хорошим обзором проблем, возникающих в этой области. Здесь уместно отметить, что книга привлекла бы большее внимание специалистов по аналоговой фильтрации, если бы авторы, там, где это возможно, проводили аналогию между проблемами и методами их решения в цифровой и аналоговой фильтрации. Например, в § 4.2 авторы, рассматривая чувствительность передаточной функции к изменению множителя β, фактически пользуются методом «преобразованных цепей» Быховского [Быховский М. Л. Основы динамической точности электрических и механических цепей.— М.: Изд-во АН СССР, 1958], широко известным в области анализа чувствительности аналоговых цепей, получая при этом соотношения, аналогичные известным классическим результатам Боде (основанным на понятии «возвратной разности»), обобщённым для аналоговых фильтров Калаханом [Калахан Д. А. Современный синтез цепей.— М.— Л.: Энергия, 1966].

Этой главой заканчивается первая часть книги. Она носит общетеоретический характер, и на её основе в гл. 5 приводятся примеры вычисления коэффициентов цифровых фильтров по методу «окна», частотной выборки и в случае синтеза оптимального фильтра на основе алгоритма Ремеза. Эта глава выявляет ещё одну особенность книги: для проведения указанных расчётов авторами были разработаны и отлажены пять программ (язык ФОРТРАН, см. приложение ПЗ), минимально покрывающих возможные практические варианты разработчиков цифровых фильтров. Учитывая, что необходимые дополнительные подпрограммы, например разложение в ряд по полиномам Чебышева, есть в матобеспечении ЕС ЭВМ, можно сказать, что переработка практически не требуется.

В гл. 6 рассмотрены методы машинного моделирования цифровых фильтров. В частности, рассмотрена программная реализация на языке ФОРТРАН (см. приложение П4) алгоритмов прямой свёртки, фильтрации в частотной области, каскадной реализации канонических звеньев второго порядка и т. п., причём два из них предназначены для двумерных фильтров.

Глава 7 посвящена собственно технической (аппаратурной) реализации таких блоков, как сумматоры и умножители различных видов, память. Рассматривается общая структурная схема цифрового фильтра, вопросы увязки требований к отдельным элементам и, наконец, конкретно анализируется реализация биквадратного звена как основы для каскадной реализации. Это придаёт материалу, рассмотренному в этой главе и во всей второй части, логически завершённый вид.

Различные варианты применения цифровых фильтров, рассмотренные в гл. 8 и соответствующих приложениях 5 и 6, дают возможность разработчикам наглядно оценить практические результаты фильтрации.

Можно отметить в итоге, что содержательность представленного материала, его практическая направленность, доведение результатов анализа до отлаженных машинных программ делают книгу весьма полезной для инженеров-разработчиков и тех, кто занимается практическим приложением цифровой фильтрации, в то же время её вполне можно рассматривать и как учебное пособие по курсу цифровой фильтрации, несмотря на отсутствие задач и упражнений для самостоятельной проработки материала.

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Редактор перевода

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие к русскому изданию3
Предисловие авторов6
 
Г л а в а  п е р в а я.  Цифровые фильтры9
 
1.1. Вводные замечания9
1.2. Дискретные функции9
1.3. Одномерная теорема дискретизации10
1.4. Двумерная теорема дискретизации13
1.5. Одномерное z-преобразование14
1.6. Двумерное z-преобразование17
1.7. Основные свойства одномерных дискретных систем19
1.8. Основные свойства двумерных дискретных систем21
1.9. Представление в частотной области22
1.10. Некоторые свойства частотного представления23
1.11. Частотное представление двумерных систем25
1.12. Одномерное дискретное преобразование Фурье27
1.13. Двумерное дискретное преобразование Фурье29
1.14. Однохмерные линейные системы, описываемые разностными
уравнениями31
1.15. Двумерные линейные системы, описываемые разностными
уравнениями35
1.16. Устойчивость одномерного цифрового фильтра39
1.17. Методы обеспечения устойчивости одномерных систем42
1.18. Устойчивость двумерного цифрового фильтра44
1.19. Методы обеспечения устойчивости двумерных систем50
1.20. Структуры одномерных рекурсивных фильтров56
1.21. Структуры одномерных нерекурсивных фильтров59
 
Г л а в а  в т о р а я.  Методы синтеза цифровых фильтров с конечной
импульсной характеристикой60
 
2.1. Вводные замечания60
2.2. Передаточные функции одномерных КИХ-фильтров с линейной фазой61
2.2.1. N нечётно, импульсная характеристика чётна61
2.2.2. N нечётно, импульсная характеристика нечётна63
2.2.3. N чётно, импульсная характеристика чётна64
2.2.4. N чётно, импульсная характеристика нечётна66
2.3. Передаточные функции двумерных КИХ-фильтров с линейной фазой66
2.3.1. N1 и N2 нечётны67
2.3.2. N1 и N2 чётны70
2.4. Синтез одномерных цифровых фильтров по методу «окна»72
2.5. Описание некоторых видов «окон»75
2.6. Синтез двумерных цифровых КИХ-фильтров по методу «окна»79
2.7. Одномерные фильтры на основе частотной выборки81
2.8. Двумерные фильтры на основе частотной выборки92
2.9. Синтез оптимального одномерного фильтра95
2.10. Аналитическое решение для КИХ-фильтров в случае
равноволнового метода синтеза103
2 11. Синтез оптимального двумерного фильтра103
2.12. Преобразование одномерных фильтров в двумерные104
 
Г л а в а  т р е т ь я.  Методы синтеза цифровых фильтров с бесконечной
импульсной характеристикой106
 
3.1. Вводные замечания106
3 2. Основные принципы преобразования непрерывных фильтров в
цифровые107
3.2.1. Метод прямого z-преобразования107
3.2.2. Метод билинейного преобразования108
3.3. Преобразование пассивных лестничных фильтров109
3.4. Одномерные преобразования частоты126
3.5. Аналитические методы синтеза цифровых БИХ-фильтров128
3.6. Методы синтеза двумерных цифровых БИХ-фильтров136
3.6.1. Метод Шэнкса136
3.6.2. Метод Коста и Венецанопулоса138
3.6.3. Метод преобразования для двумерных рекурсивных фильтров139
3.6.4. Отображение квадрата одномерной АЧХ в двумерную140
3.7. Алгоритмические методы синтеза одномерных БИХ-фильтров143
3.7.1. Методы синтеза в частотной области143
3.7.2. Методы аппроксимации, основанные на критерии минимума
    р-ошибки146
3.7.3. Методы синтеза, основанные на минимаксном критерии147
3.7.4. Методы аппроксимации во временной области151
3.8. Двумерные рекурсивные фильтры с произвольной частотной
характеристикой152
 
Г л а в а  ч е т в ё р т а я.  Эффекты квантования и шумы в цифровых
фильтрах153
 
4.1. Вводные замечания153
4.2. Представление чисел155
4.3. Усечение и округление159
4.4. Квантование входного сигнала160
4.5. Влияние квантования сигнала на выходной шум162
4.6. Квантование в процедуре БИХ-фильтрации164
4.7. Ограничения, вызванные переполнением, и отношение сигнал/шум166
4.8. Квантование арифметических операций в процедуре КИХ фильтрации168
4.9. Ошибки двумерных фильтров169
4.10. Предельные циклы и пульсации, вызванные переполнением170
4.11. Квантование коэффициентов171
 
Г л а в а  п я т а я.  Вычисление коэффициентов цифрового фильтра175
 
5.1. Вводные замечания175
5.2. Синтез одномерных КИХ-фильтров176
5.2.1. Метод «окна»176
5.2.2. Метод частотных выборок180
5.2.3. Оптимальные фильтры182
5.3. Синтез двумерных КИХ-фильтров186
5.4. Синтез одномерных БИХ-фильтров186
5.4.1. Обзор классических аналоговых фильтров187
5.4.2. Синтез цифровых БИХ-фильтров с помощью билинейного
    преобразования188
5.5. Синтез двумерных БИХ-фильтров192
 
Г л а в а  ш е с т а я.  Программная реализация цифровых фильтров192
 
6.1. Вводные замечания192
6.2. Некоторые общие рекомендации по сравнению способов реализации193
6.3. Методы реализации одномерных КИХ-фильтров194
6.3.1. Прямое вычисление свёртки194
6.3.2. Фильтрация в частотной области195
6.3.3. Методы запоминания с перекрытием и сложения с перекрытием198
6.4. Методы реализации одномерных БИХ-фильтров202
6.5. Методы реализации двумерных КИХ-фильтров203
6.5.1. Прямая свёртка203
6.5.2. Фильтрация в частотной области205
6.5.3. Методы запоминания с перекрытием и сложения с перекрытием207
6.6. Методы реализации двумерных Б ИХ-фильтров209
6.7. Использование несинусоидальных функций210
 
Г л а в а  с е д ь м а я.  Техническая реализация цифровых фильтров212
 
7.1. Вводные замечания212
7.2. Общая структура технической реализации цифрового фильтра212
7.3. Реализация запоминающего устройства214
7.4. Реализация двоичных сумматоров216
7.5. Реализация цифровых двоичных множительных устройств219
7.5.1. Последовательное множительное устройство220
7.5.2. Последовательно-параллельное множительное устройство221
7.5.3. Умножители для чисел, представленных в дополнительном коде223
7.5.4. Матричный умножитель226
7.6. Реализация звеньев второго порядка227
7.7. Новые технологии231
 
Г л а в а  в о с ь м а я.  Применение цифровой фильтрации232
 
8.1. Вводные замечания232
8.2. Типовые задачи, решаемые с помощью цифровой фильтрации233
8.2.1. Множественная фильтрация, полосовой анализ и спектральные
    оценки235
8.2.2. Согласованная фильтрация242
8.2.3. Инверсная фильтрация и задачи восстановления243
8.2.4. Выравнивание (коррекция)248
8.3. Цифровая обработка речи249
8.3.1. Цифровая модель формирования речи250
8.3.2. Цифровая фильтрация, полосовой анализ и оценка речевых
    сигналов252
8.3.3. Вокодеры257
8.4. Цифровая обработка изображений261
8.5. Цифровая связь274
8.5.1. Цифровая телефония276
8.5.2. Цифровая телеметрия279
8.5.3. Сжатие данных284
8.6. Применение цифровой обработки сигналов в радио- и
гидролокационных системах286
8.6.1. Цифровой согласованный фильтр для ЛЧМ-сигналов289
8.6.2. Цифровой фильтр для индикатора движущихся целей291
8.6.3. Цифровая обработка радиолокационных (гидролокационных)
    карт295
8.7. Применения цифровой обработки сигналов в медицине и биологии295
8.7.1. Цифровая обработка биомедицинских сигналов296
8.7.2. Цифровая обработка биомедицинских изображений300
8.7.3. Томография с помощью ЭВМ306
 
П р и л о ж е н и е  П1.  Цифровой гармонический анализ и основные
свойства ДПФ308
П р и л о ж е н и е  П2.  Быстрое преобразование Фурье313
П р и л о ж е н и е  ПЗ.  Программы машинного синтеза цифровых фильтров315
П р и л о ж е н и е  П4.  Машинные программы реализации цифровых фильтров333
П р и л о ж е н и е  П5.  ДПФ для сигналов специального вида: применение
к защите энергетических систем339
П р и л о ж е н и е  П6.  Цифровая обработка двумерных изображений земной
поверхности342
Список литературы345

Книги на ту же тему

  1. Активные фильтры и генераторы: Проектирование и схемотехника с использованием интегрированных микросхем, фон Вангенхайм Л., 2010
  2. Анализ и синтез линейных радиоэлектронных цепей с помощью графов: Аналоговые и цифровые фильтры, Остапенко А. Г., 1985
  3. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB, Смоленцев Н. К., 2008
  4. Схемотехническое проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств (без CD), Антипенский Р. В., Фадин А. Г., 2007
  5. Механические фильтры в электронике, Джонсон Р., 1986
  6. Радиоприёмные устройства: Учебник для вузов. — 3-е изд., стереотип., Фомин Н. Н., Буга Н. Н., Головин О. В., Кубицкий А. А., Левин В. А., Плаксиенко В. С., Тяжев А. И., Фалько А. И., 2007

Напишите нам!© 1913—2013
КнигоПровод.Ru
Рейтинг@Mail.ru btd.kinetix.ru работаем на движке KINETIX :)
elapsed time 0.031 secработаем на движке KINETIX :)