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瀋再陽編著 著

圖書標籤:

• MATLAB
• 信號處理
• 數字信號處理
• DSP
• 傅裏葉變換
• 濾波器設計
• 小波分析
• 時頻分析
• 通信信號
• 圖像處理
• 算法實現

店鋪： 文軒網教育考試專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302467373

商品編碼：25564657990

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

頁數：477

字數：756000

作  者:瀋再陽 編著 定  價:79 齣 版 社:清華大學齣版社 齣版日期:2017年09月01日 頁  數:477 裝  幀:平裝 ISBN:9787302467373 ●MATLAB基礎
●第1章MATLAB基礎知識
●1.1MATLAB概述
●1.1.1MATLAB的發展曆程
●1.1.2MATLAB係統
●1.2MATLAB工作環境
●1.2.1命令行窗口
●1.2.2幫助係統窗口
●1.2.3圖形窗口
●1.2.4M文件編輯窗口
●1.2.5當前文件夾
●1.2.6搜索路徑
●1.3MATLAB程序控製結構
●1.3.1順序結構
●1.3.2選擇結構
●1.3.3循環結構
●1.3.4程序流程控製語句及其他常用命令
●1.4變量、數值與錶達式
●1.4.1變量
●1.4.2數值
●部分目錄

內容簡介

本書麵嚮MATLAB的初中級讀者，以MATLAB R2016a版本為平颱，全麵講解瞭MATLAB軟件在信號處理中常用的知識。本書按邏輯編排，自始至終采用實例描述，內容完整且每章相對獨立，是一本全麵的MATLAB信號處理應用參考書。
本書分為3個部分，共12章。靠前部分介紹瞭MATLAB的基礎，涵蓋的內容有MATLAB基礎知識； 第二部分介紹瞭數字信號處理基本理論和方法及其MATLAB實現，涵蓋的內容有信號與係統的分析基礎、信號變換、IIR濾波器的設計、FIR濾波器設計、其他濾波器、小波在信號處理中的應用； 第三部分介紹瞭基於MATLAB信號處理的具體應用，涵蓋的內容有基於MATLAB的語音信號處理、通信信號處理、雷達信號處理以及信號處理的圖形用戶界麵工具與設計等內容。
本書以實用為目標，深入淺齣，實例引導，講解翔實，適閤作為理工科高等院校研究生等
瀋再陽 編著 瀋再陽，畢業於清華大學，研究生學曆業，就職於中國核工業集團公司。精通MATLAB係統仿真軟件，熟練應用MATLAB進行圖像處理、信號處理等。在靠前外期刊發錶論文多篇，申請並獲得授權專利多項，參與的項目獲得集三等奬。 前言



數字信號處理是從20世紀60年代以來，隨著信息學科和計算機學科的高速發展而迅速發展起來的一門新興學科，它的重要性日益在各個領域的應用中錶現齣來。簡言之，數字信號處理是把信號用數字或符號錶示的序列，通過計算機或信號處理設備，用數字的數值計算方法處理，以達到提取有用信息、便於應用的目的。
MATLAB 是一個功能強大的數學軟件，用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供瞭一種全麵的解決方案。
目前，MATLAB已成為信號處理、圖像處理、通信原理、自動控製等專業的重要基礎課程的首選實驗平颱，而對於學生而言最有效的學習途徑是結閤某一專業課程的學習掌握該軟件的使用與編程。
1. 本書特點
由淺入深，循序漸進：等

《數字信號變換與應用》 內容簡介 《數字信號變換與應用》是一部專注於數字信號處理核心理論與實用技術的深度探索之作。本書旨在為讀者構建一個紮實的理論基礎，並在此基礎上，係統地介紹各種關鍵的數字信號變換方法及其在實際工程領域中的廣泛應用。本書內容嚴謹，邏輯清晰，既適閤作為高等院校相關專業（如電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等）的教材，也能夠成為從事信號處理、通信係統設計、數據分析等工作的工程師和研究人員的寶貴參考。 第一部分：數字信號處理基礎 本書的開篇，我們將帶領讀者走進數字信號處理的迷人世界。首先，對信號的本質進行深入剖析，區分連續時間信號與離散時間信號，並闡述數字信號的采樣、量化和編碼過程。這一部分將詳細介紹采樣定理，揭示其在避免混疊、精確恢復原始信號中的關鍵作用，並討論采樣率選擇的原則與實踐。 接著，我們將重點介紹離散時間係統的概念。通過對係統模型、因果性、穩定性、綫性時不變（LTI）係統的詳細講解，讀者將建立起對信號在係統中行為模式的深刻理解。脈衝響應將作為LTI係統的核心錶徵，本書將通過多種數學工具，包括捲積運算，來解釋係統如何響應輸入信號，從而輸齣特定信號。 第二部分：傅裏葉變換係列 傅裏葉變換是數字信號處理的基石，本書將對其進行係統而全麵的闡述。我們將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）入手，講解其將信號分解為不同頻率正弦分量的強大能力，並探討其在頻域分析中的重要性。隨後，我們將過渡到離散時間傅裏葉變換（DTFT），解析其在處理無限長離散信號時的理論框架。 本書的重點將聚焦於傅裏葉級數（FS）和離散時間傅裏葉級數（DTFS），通過詳細推導和實例分析，展示如何將周期信號分解為一係列離散頻率的正弦分量，以及如何將非周期離散信號通過DTFT分解為連續的頻譜。 然而，在實際數字信號處理中，我們處理的信號往往是有限長且離散的，這便引齣瞭本書的核心章節——離散傅裏葉變換（DFT）及其高效算法——快速傅裏葉變換（FFT）。我們將詳細講解DFT的數學定義，解析其在時域和頻域之間的轉換原理。隨後，本書將投入大量篇幅介紹FFT的各種算法，包括Cooley-Tukey算法及其不同變體，闡述其如何通過蝶形運算將計算復雜度從O(N^2)降低到O(N log N)，從而實現信號頻譜的快速計算。我們將通過大量示例，演示DFT/FFT在頻譜分析、濾波設計、相關計算等方麵的強大功能。 第三部分：Z變換與係統分析 在連續時間係統中，拉普拉斯變換扮演著關鍵角色；而在離散時間係統中，Z變換則成為分析工具的翹楚。本書將深入講解Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性。我們將詳細探討Z變換在求解綫性常係數差分方程、分析係統穩定性、理解係統頻率響應等方麵的強大能力。 本書將係統地介紹Z變換的各種性質，例如綫性性、時移性、尺度變換、捲積性質等，並展示如何利用這些性質來簡化復雜係統的分析。我們將通過一係列典型的離散時間係統，例如IIR（無限衝激響應）和FIR（有限衝激響應）濾波器，來演示Z變換在係統設計與分析中的應用。 第四部分：數字濾波器的設計與實現 數字濾波器是數字信號處理中最基本也是最重要的工具之一，它們能夠選擇性地保留或抑製信號中的特定頻率成分。本書將係統地介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 對於IIR濾波器，我們將詳細介紹幾種經典的設計方法，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器，以及如何通過雙綫性變換法將模擬原型濾波器轉換為數字濾波器。我們將深入探討IIR濾波器的優勢（例如高階和低階的計算效率）與潛在問題（例如穩定性）。 對於FIR濾波器，我們將重點介紹其綫性相位特性，這在許多應用中至關重要。本書將詳細講解幾種主流的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。我們將分析不同窗函數對濾波器頻率響應的影響，並指導讀者如何根據應用需求選擇閤適的窗函數和濾波器階數。 本書還將討論數字濾波器的實現結構，包括直接型、規範型、級聯型等，並分析它們在計算復雜度、數值精度和硬件實現方麵的優劣。 第五部分：相關性與捲積 相關性和捲積是描述兩個信號之間相似度和係統對輸入信號響應的關鍵數學概念。本書將對這兩個概念進行深入的探討。 我們將從離散時間信號的捲積運算開始，詳細講解其計算方法和性質，並通過實例展示捲積在係統響應分析中的應用。隨後，我們將介紹互相關和自相關函數，解析它們如何用於測量兩個信號的相似度隨時間延遲的變化，以及如何應用於信號檢測、模式識彆和係統辨識等領域。 本書還將介紹離散傅裏葉變換（DFT）在計算相關性和捲積中的應用，即利用捲積定理，通過頻域乘法來高效地計算時域捲積，從而顯著提高計算效率，特彆是在處理長序列時。 第六部分：多速率信號處理 多速率信號處理是數字信號處理領域的一個重要分支，它涉及以不同速率對信號進行采樣、處理和重構。本書將介紹多速率信號處理的基本概念，包括抽取（downsampling）和插值（upsampling）。 我們將詳細講解抽取操作如何降低信號的采樣率，以及由此可能帶來的頻譜摺疊問題，並介紹如何通過抗混疊濾波器來解決這一問題。反之，我們將闡述插值操作如何提高信號的采樣率，並介紹常用的插值方法，如零階保持、綫性插值以及更復雜的基於濾波器的方法。 本書還將重點介紹多速率信號處理在信號壓縮、多通道信號處理、以及某些通信係統中的應用，例如亞帶編碼和解碼。 第七部分：譜估計 譜估計是分析信號頻率成分分布的重要技術。本書將介紹多種經典的譜估計方法。 我們將從非參數譜估計方法開始，包括周期圖（Periodogram）和改良周期圖（Modified Periodogram），深入分析它們的原理、優缺點以及如何通過平均周期圖來降低方差。 接著，我們將介紹參數譜估計方法，如Yule-Walker方法、Burg方法和Prony方法，它們假設信號是由一個特定的模型（例如AR、MA或ARMA模型）産生的，並通過估計模型參數來獲得信號的頻譜。本書將對比不同參數譜估計方法的性能和適用範圍。 此外，本書還將簡要介紹現代譜估計方法，如多分辨率分析（例如小波變換）在處理非平穩信號方麵的優勢。 第八部分：應用實例與進階主題 在掌握瞭數字信號處理的基本理論和核心技術後，本書的最後部分將通過一係列實際應用案例來鞏固和拓展讀者的知識。我們將探討數字信號處理在以下領域的典型應用： 通信係統： 例如，在數字通信中，OFDM（正交頻分復用）技術是如何利用FFT實現高效率的數據傳輸的；在語音編碼和解碼中，如何應用濾波器和變換技術實現信號的壓縮和恢復。 音頻與圖像處理： 例如，如何利用濾波器對音頻信號進行均衡和降噪；在圖像處理中，如何利用FFT進行圖像壓縮和濾波。 生物醫學信號分析： 例如，如何利用數字信號處理技術分析心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）等生物信號，提取有用的診斷信息。 數據壓縮： 介紹各種數據壓縮算法背後的信號處理原理，例如離散餘弦變換（DCT）在JPEG圖像壓縮中的應用。 同時，本書還將為對更高級主題感興趣的讀者提供一些方嚮性的指導，例如： 小波變換： 介紹其在時頻分析中的優勢，以及在信號去噪、特徵提取等方麵的應用。 自適應濾波： 探討如何設計能夠根據信號特性動態調整參數的濾波器，在噪聲消除、迴聲消除等領域發揮重要作用。 非綫性信號處理： 簡要介紹非綫性係統的分析方法和技術。 《數字信號變換與應用》力求在理論的深度與實踐的廣度之間取得平衡。本書的每一個章節都輔以大量的數學推導、圖示以及編程示例，幫助讀者更好地理解抽象的信號處理概念，並能夠將其轉化為實際的工程解決方案。通過本書的學習，讀者將能夠深刻理解數字信號處理的強大能力，並自信地將其應用於各種復雜的工程問題之中。

評分☆☆☆☆☆

這本《MATLAB信號處理》簡直是給想要深入理解數字信號處理理論，卻又苦於數學公式晦澀難懂的初學者量身定做的！作者以一種非常友善且循序漸進的方式，將那些原本看起來如同天書般的概念，通過MATLAB強大的可視化和計算能力，變得生動有趣。我尤其喜歡書中對傅裏葉變換、Z變換等核心概念的講解，不再是枯燥的定義和推導，而是通過實際的信號生成、濾波、頻譜分析等例子，讓你親手去“玩”信號，去感受它們在不同變換下的變化。例如，書中演示如何用MATLAB生成一個包含特定頻率成分的音頻信號，然後通過不同類型的濾波器（低通、高通、帶通）進行處理，最後對比濾波前後的頻譜圖，這種直觀的體驗，比單純閱讀公式理解深刻瞭無數倍。而且，書中提供的所有代碼都非常規範和易於理解，稍微修改一下參數，就能看到不同的效果，極大地激發瞭我繼續探索下去的興趣。對於那些希望將理論知識與實踐相結閤，或者想為自己的工程項目開發信號處理算法的工程師和學生來說，這絕對是一本不可多得的入門和進階指南。我感覺自己不僅學會瞭“怎麼做”，更重要的是理解瞭“為什麼這麼做”，這纔是真正掌握一項技能的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我贊賞的一點是它對算法背後原理的深入剖析，而不僅僅停留在“如何調用函數”的層麵。許多信號處理的書籍可能隻是簡單介紹MATLAB的內置函數，但《MATLAB信號處理》卻花瞭大量篇幅去講解這些函數所依賴的數學原理和算法。比如，在介紹譜估計方法時，書中不僅講解瞭周期圖法、Welch法等經典方法，還深入分析瞭它們各自的優缺點，以及在不同信號場景下的適用性。對於一些更高級的估計方法，如AR模型、ARMA模型，書中也給齣瞭清晰的數學推導和MATLAB實現，讓我明白瞭這些方法的局限性和在特定情況下的優勢。我記得書中關於盲源分離的章節，作者非常詳細地解釋瞭Independent Component Analysis (ICA) 的基本思想和幾種常見的實現算法，並提供瞭相應的MATLAB代碼示例。這對於我理解如何從混閤信號中提取齣獨立的原始信號非常有幫助。這本書的邏輯清晰，條理分明，適閤那些希望真正理解信號處理算法的深層機製，並能根據實際需求進行改進和優化的讀者。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的深度和廣度都讓我感到驚喜。起初我以為它隻是一些基礎的MATLAB信號處理教程，但深入閱讀後，我發現它觸及瞭許多更高級的主題，並且講解得非常透徹。例如，關於自適應濾波的部分，作者沒有簡單地停留在理論層麵，而是詳細介紹瞭LMS算法、RLS算法的原理，並通過MATLAB實例展示瞭它們在噪聲消除、信道均衡等實際問題中的應用。書中對這些算法的收斂性、性能進行瞭深入的分析，並給齣瞭調優參數的建議，這對於需要處理復雜實際信號的工程師來說，價值連城。另外，書中對小波變換的介紹也相當精彩，它突破瞭傳統傅裏葉變換在時頻局部化上的局限性，為非平穩信號分析提供瞭強大的工具。通過書中豐富的實例，我學會瞭如何選擇閤適的小波基，如何進行信號的分解和重構，以及如何利用小波分析來檢測信號中的瞬時特徵。總而言之，這本書不僅僅是教你如何使用MATLAB，更是帶你深入理解信號處理的精髓，並掌握解決實際問題的能力。它適閤有一定信號處理基礎，希望進一步提升自身技能的研究者和工程師。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，好的技術書籍不僅要傳授知識，更要激發讀者的探索欲。《MATLAB信號處理》無疑做到瞭這一點。它提供的不僅僅是知識點，更是一種解決問題的思路和方法。書中大量的案例研究，覆蓋瞭從基礎的信號生成與分析，到復雜的調製解調、譜分析、自適應濾波等多個領域，每一個案例都設計得非常貼閤實際應用場景。我尤其喜歡書中關於通信係統信號處理的章節，它將抽象的通信原理與MATLAB的仿真相結閤，例如，通過仿真演示瞭AM、FM、PSK等調製解調過程，以及信道衰落、噪聲乾擾對信號的影響。通過觀察仿真結果，我能直觀地理解不同調製方式的優劣，以及各種乾擾是如何破壞信號的。此外，書中還提供瞭一些關於高級主題的介紹，比如OFDM、MIMO係統等，雖然篇幅有限，但足以勾起讀者的興趣，引導他們進一步深入研究。這本書的價值在於，它能夠讓讀者在實踐中學習，在學習中發現問題，從而不斷提升自己的信號處理能力，並且能夠獨立地解決更復雜的工程問題。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種對信號處理一竅不通的新手來說，這本書就像一位耐心的老師，一步一步地把我領進瞭門。最開始我擔心會充斥著大量枯燥的數學公式，但事實證明我的擔憂是多餘的。作者巧妙地將理論知識與MATLAB代碼結閤，每一項重要的概念，比如采樣定理、捲積、相關等，都會伴隨著生動形象的例子和易於執行的MATLAB腳本。我跟著書中的例子，自己動手敲代碼，運行結果，然後對照書中的講解，去理解為什麼會得到這樣的結果。這種“動手實踐”的學習方式，讓那些抽象的概念變得具體起來，不再是停留在紙麵上的死知識。特彆是關於濾波器的設計部分，書中詳細介紹瞭FIR和IIR濾波器的設計方法，並用MATLAB工具箱演示瞭如何根據性能指標（如阻帶衰減、通帶紋波）來設計齣滿足要求的濾波器。我通過修改設計參數，觀察濾波器的頻率響應麯綫，深刻理解瞭不同設計約束對濾波器性能的影響。這本書的優點在於，它既有理論的嚴謹性，又不失實踐的可操作性，非常適閤作為信號處理領域的“第一本書”。