數字音頻信號處理（原書第3版） Digital Audio Signal Processing

本書清晰易懂地介紹了數字音頻處理和編碼的基本原理和實際應用。本書解釋了廣泛的基本音頻處理技術，強調了自動調整不同算法的新方向，並討論了**進的DASP方法。第三版更新了音頻處理的**信號處理算法。全新的章節涵蓋非線性處理、用於音頻應用的機器學習（ML）、失真、軟/硬剪輯、過驅動、均衡器和延遲效果、採樣和重建等。內容涵蓋量化、濾波器、動態範圍控制、房間模擬、採樣率轉換和音頻編碼的基礎知識，描述了DASP技術、其理論基礎和實際應用。

 

目錄

 

 

第1章引言

 

1.1連續時間信號和捲積

 

1.2連續時間傅里葉變換和拉普拉斯變換

 

1.3採樣和重構

 

1.4離散時間信號和捲積

 

1.5離散時間傅里葉變換和Z變換

 

1.6離散傅里葉變換

 

1.7FIR和IIR濾波器

 

1.8自適應濾波器

 

1.8.1基於自相關方法的自適應線性預測

 

1.8.2基於LMS方法的自適應線性預測

 

1.8.3用於編碼和源濾波器處理的線性預測

 

1.9習題

 

第2章量化

 

2.1信號量化

 

2.1.1經典量化模型

 

2.1.2量化定理

 

2.1.3量化誤差的統計量

 

2.2抖動

 

2.2.1基礎知識

 

2.2.2實現

 

2.2.3示例

 

2.3量化頻譜整形——噪聲整形

 

2.4數的表示

 

2.4.1定點數表示

 

2.4.2浮點數表示

 

2.4.3格式轉換和算法的影響

 

2.5JS小程序——量化、抖動和噪聲整形

 

2.6習題

 

第3章採樣率轉換

 

 

3.1基礎知識

 

3.1.1上採樣和抗鏡像濾波

 

3.1.2下採樣和抗混疊濾波

 

3.2同步轉換

 

3.3異步轉換

 

3.3.1單級方法

 

3.3.2多級方法

 

3.3.3插值濾波器的控制

 

3.4插值方法

 

3.4.1多項式插值

 

3.4.2拉格朗日插值

 

3.4.3樣條插值

 

3.5習題

 

 

 

 

 

 

第4章模數/數模轉換

 

4.1方法

 

4.1.1奈奎斯特採樣

 

4.1.2過採樣

 

4.1.3ΔΣ調制

 

4.2AD轉換器

 

4.2.1技術指標

 

4.2.2並行轉換器

 

4.2.3逐次逼近

 

4.2.4計數器方法

 

4.2.5ΔΣ AD轉換器

 

4.3DA轉換器

 

4.3.1技術指標

 

4.3.2開關電壓源和電流源

 

4.3.3加權電阻器和電容器

 

4.3.4R2R電阻網絡

 

4.3.5ΔΣ DA轉換器

 

4.4JS小程序——過採樣和量化

 

4.5習題

 

第5章音頻處理系統

 

5.1數字信號處理器

 

5.1.1定點DSP

 

5.1.2浮點DSP

 

5.2數字音頻接口

 

5.2.1雙通道AES/EBU接口

 

5.2.2多通道音頻數字接口(MADI)

 

5.2.3HDMI中的音頻

 

5.2.4電腦音頻接口

 

5.2.5音頻網絡接口

 

5.3雙通道系統

 

5.4多通道系統

 

第6章均衡器

 

6.1基本知識

 

6.2遞歸音頻濾波器

 

6.2.1設計

 

6.2.2參數濾波器結構

 

6.2.3量化效應

 

6.3非遞歸音頻濾波器

 

6.3.1快速捲積基礎知識

 

6.3.2長序列的快速捲積

 

6.3.3頻率採樣濾波器設計

 

6.4多互補濾波器組

 

6.4.1原則

 

6.4.2示例： 八段多互補濾波器組

 

6.5基於延遲的音頻效果

 

6.6JS小程序——音頻過濾器

 

6.7習題

 

第7章房間模擬

 

7.1基礎知識

 

7.1.1房間聲學

 

7.1.2基於模型的房間脈沖響應

 

7.1.3房間脈沖響應的測量

 

7.1.4模擬房間脈沖響應

 

7.2早期反射

 

7.2.1Ando的調查

 

7.2.2Gerzon算法

 

7.3後續混響

 

7.3.1Schroeder算法

 

7.3.2一般反饋系統

 

7.3.3反饋全通系統

 

7.4房間脈沖響應的近似

 

7.5JS小程序——快速捲積

 

7.6習題

 

第8章動態範圍控制

 

8.1基本原理

 

8.2靜態曲線

 

8.3動態特性

 

8.3.1電平測量

 

8.3.2增益因子平滑

 

8.3.3時間常數

 

8.4執行過程

 

8.4.1限幅器

 

8.4.2壓縮器

 

8.4.3壓縮器、擴展器和噪聲門

 

8.4.4組合系統

 

8.5實現

 

8.5.1採樣率降低

 

8.5.2曲線近似值

 

8.5.3立體聲處理

 

8.6多頻帶DRC

 

8.7動態均衡器

 

8.8源濾波器DRC

 

8.8.1概述

 

8.8.2與DRC組合

 

8.8.3應用

 

8.9JS小程序——動態範圍控制

 

8.10習題

 

第9章音頻編碼

 

9.1無損音頻編碼

 

9.2有損音頻編碼

 

9.3心理聲學

 

9.3.1臨界頻帶和絕對聽力閾值

 

9.3.2掩蔽

 

9.4ISOMPEG1音頻編碼

 

9.4.1濾波器組

 

9.4.2心理聲學模型

 

9.4.3動態比特分配和編碼

 

9.5MPEG2音頻編碼

 

9.6MPEG2高級音頻編碼

 

9.7MPEG4音頻編碼

 

9.8頻帶復制

 

9.9約束能量重疊變換——增益和波形編碼

 

9.9.1增益量化

 

9.9.2波形量化

 

9.9.3區間編碼

 

9.9.4CELT解碼

 

9.10JS小程序——心理聲學

 

9.11習題

 

第10章非線性處理

 

10.1基本原理

 

10.2過驅、失真、限幅

 

10.3非線性濾波器

 

10.4混疊及其抑制

 

10.5模擬建模

 

10.5.1波形數字濾波器

 

10.5.2狀態空間方法

 

10.6習題

 

第11章音頻中的機器學習

 

11.1引言

 

11.2無監督學習和有監督學習

 

11.3梯度下降和反向傳播

 

11.3.1前饋人工神經網絡

 

11.3.2捲積神經網絡

 

11.4應用

 

11.4.1參數濾波器自適應

 

11.4.2房間模擬

 

11.4.3音頻去噪

 

11.5習題