中國科學院規劃教材：數字信號處理 門愛東 等 9787030155436 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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門愛東 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 模式識彆
• 圖像處理
• 科大規劃教材
• 門愛東
• 高等教育
• 理工科

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030155436

商品編碼：29309262822

包裝：平裝

齣版時間：2005-08-01

基本信息

書名：中國科學院規劃教材：數字信號處理

定價：28.00元

作者：門愛東 等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2005-08-01

ISBN：9787030155436

字數：

頁碼：339

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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《中國科學院規劃教材：數字信號處理》為北京郵電大學校級精品課程配套教材，在多年原有教材的基礎上，增加瞭新內容，重新整理而成。本書共分6章，主要涉及數字信號處理三個基本內容：一是對離散信號和離散係統進行錶示和分析所必需的基礎知識；二是離散傅裏葉變換和快速算法及其典型應用；三是數字濾波器的設計和實現（包括結構和字長效應）等。為便於理解，本書將每章涉及的Mat-lab內容單獨成節，列於每章之後。每章都配備瞭難易適中的習題，書後還提供瞭部分習題解答，可幫助學生理解。
《中國科學院規劃教材：數字信號處理》可作為高等院校工科通信工程、電子信息工程、自動化、電子科學與技術、測控技術與儀器以及理科電子信息科學與技術等專業的本科教材，也可供相關專業的技術人員參考。

目錄

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前言
章 緒論
1.1 數字信號處理的定義、特點和方法
1.2 數學預備知識
習題

第2章 離散時間信號與離散時間係統
2.1 取樣和內插
2.2 離散時間信號
2.3 時域離散係統的基本概念
2.4 離散係統的差分方程描述及信號流圖
2.5 離散時間信號的傅裏葉變換
2.6 Z變換的定義及收斂域
2.7 Z反變換
2.8 Z變換的性質
2.9 一些常用的Z變換對
2.10 Z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
2.11 離散係統的頻域分析
2.12 本章涉及的Matlab函數
習題

第3章 離散傅裏葉變換及其快速計算方法
3.1 問題的提齣
3.2 DFS及其性質
3.3 DFT及其性質
3.4 快速傅裏葉變換
3.5 FFT的應用

第4章 IIR數字濾波器設計和實現
4.1 概述
4.2 模擬濾波器設計
4.3 模擬濾波器的數字仿真
4.4 衝激響應不變法
4.5 雙綫性變換法
4.6 數字濾波器的頻率變換
4.7 IIR數字濾波器的計算機輔助設計
4.8 IIR數字濾波器的實現結構
4.9 本章涉及的Matlab函數

第5章 FIR數字濾波器設計
5.1 相位失真
5.2 綫性相位FIR數字濾波器的條件和特性
5.3 窗函數法
5.4 頻率取樣法
5.5 FIR數字濾波器的優化設計
5.6 FIR數字濾波器的實現結構
5.7 本章涉及的Matlab函數
習題

第6章 數字信號處理中的有限字長效應
6.1 數的錶示及其對量化的影響
6.2 A／D變換的字長效應
6.3 係數量化語磋
6.4 運算中的有限字長效應
習題
部分習題答案
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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現代通信、控製與信息處理的基石：數字信號處理 數字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）作為一門綜閤性的學科，其核心在於利用數字計算機或專用數字信號處理器來對模擬信號進行采集、變換、分析、識彆、增強、壓縮、恢復和預測等一係列操作。在信息爆炸的時代，數字信號處理技術已滲透到我們生活的方方麵麵，從最基本的通信設備，到先進的醫療成像，再到智能化的工業控製，都離不開它強大的支撐。本書旨在深入淺齣地闡述數字信號處理的核心理論、基本方法以及廣泛的應用，為讀者構建一個清晰、完整且實用的知識體係。 第一部分：數字信號處理的基礎理論 任何學科的深入學習都離不開紮實的基礎。本書首先從信號與係統的基本概念入手，為後續內容打下堅實的地基。 信號的錶示與分類： 我們將詳細介紹連續時間信號與離散時間信號的定義、錶示方法（如函數錶示、序列錶示），以及它們在時域、頻域的特性。信號的周期性、奇偶性、能量與功率等關鍵屬性也將得到詳盡的闡述。此外，信號的分類，如周期信號、非周期信號、確定性信號、隨機信號、寬帶信號、窄帶信號等，將幫助讀者建立對不同類型信號的直觀認識。 係統的時域分析： 係統的概念是信號處理的核心。本書將重點講解綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括疊加性、齊次性、移不變性。LTI係統的描述方式——差分方程與捲積積分（或捲積和）——是理解係統行為的關鍵。我們將詳細推導捲積定理，並演示如何通過捲積運算預測係統對任意輸入信號的響應。此外，係統的因果性、穩定性等重要概念的判斷方法也將被清晰呈現。 傅裏葉變換及其應用： 傅裏葉變換是連接時域與頻域的橋梁，是數字信號處理中最強大的工具之一。我們將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）齣發，逐步深入到離散時間傅裏葉變換（DTFT）、傅裏葉級數（FS）以及離散傅裏葉變換（DFT）。DFT是數字計算機能夠直接處理的信號變換，其計算效率雖然有限，但卻是後續快速傅裏葉變換（FFT）的基礎。本書將深入探討傅裏葉變換的性質，如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、 Parseval 定理等，並展示其在信號頻譜分析、係統頻率響應分析等方麵的強大應用。 Z變換及其在離散時間係統分析中的作用： Z變換是離散時間LTI係統分析的重要數學工具，它在離散時間信號和係統分析中扮演著與拉普拉斯變換在連續時間係統分析中類似的地位。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其重要性，以及Z變換的性質。我們將重點闡述Z變換在求解差分方程、係統函數（傳遞函數）的建立與分析、係統穩定性判斷（基於ROC與單位圓的位置關係）、頻率響應的獲取等方麵的核心作用。通過Z變換，我們可以將復雜的時域運算轉化為代數運算，極大地簡化係統分析過程。 采樣定理與數字信號的重建： 模擬信號嚮數字信號的轉換是數字信號處理的第一步，而采樣是這一過程的核心。本書將深入闡述奈奎斯特-香奈農采樣定理，詳細解釋采樣率、混疊現象及其避免方法。我們將深入探討理想采樣、自然采樣、平頂采樣等不同采樣方式，並重點介紹如何利用插值濾波器（如 sinc 濾波器）從離散時間信號中精確或近似地重建原始連續時間信號，這對於數字信號的後期處理和輸齣至關重要。 第二部分：數字信號處理的核心算法與技術 在掌握瞭基礎理論後，本書將聚焦於數字信號處理中的核心算法和關鍵技術。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 如前所述，DFT是數字信號處理的基礎。然而，直接計算DFT的計算量巨大。本書將重點介紹兩種最常用的FFT算法——按時間抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按頻率抽取的FFT。我們將詳細推導其原理，分析其計算量的降低，並展示如何通過FFT算法高效地計算齣信號的頻譜。FFT算法的齣現極大地推動瞭數字信號處理的實際應用，使得實時處理成為可能。 數字濾波器設計： 濾波器是數字信號處理中最基本也是最重要的一類係統，其作用是選擇性地允許某些頻率成分通過，而衰減或阻止其他頻率成分。本書將詳細介紹兩大類數字濾波器：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。 IIR濾波器： 我們將介紹IIR濾波器的基本結構，以及如何利用模擬濾波器的原型（如 Butterworth, Chebyshev, Elliptic）通過雙綫性變換等方法設計IIR濾波器。IIR濾波器以其較低的階數和計算量獲得期望的頻率響應而著稱，但其穩定性與相位響應需要特彆關注。 FIR濾波器： FIR濾波器以其固有的穩定性、綫性相位特性（可設計）而成為許多應用的首選。我們將介紹FIR濾波器的基本結構，如直接型、級聯型、並聯型等。重點將放在FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗）和頻率采樣法，以及更優化的 Parks-McClellan 算法，以獲得更接近理想性能的濾波器。 數字信號的變換與分析： 除瞭傅裏葉變換，還有許多其他重要的信號變換方法，它們在特定場景下具有獨特的優勢。 短時傅裏葉變換（STFT）： 當信號的頻譜隨時間變化時，傳統的傅裏葉變換無法提供足夠的信息。STFT通過將信號分段並對每一段進行傅裏葉變換，從而提供時頻局部化的分析。我們將探討窗函數的選擇對STFT分辨率的影響。 小波變換（Wavelet Transform）： 小波變換作為一種更先進的時頻分析工具，能夠提供比STFT更好的時頻分辨率，特彆擅長分析非平穩信號和信號中的瞬態特徵。我們將介紹小波變換的基本概念，包括尺度函數、小波函數，以及離散小波變換（DWT）的原理和應用。 譜估計： 譜估計是指在存在噪聲的情況下，對信號的功率譜密度進行估計。本書將介紹多種譜估計方法，包括非參數譜估計方法（如周期圖法、改進周期圖法、Welch法）和參數譜估計方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。我們將分析不同方法的優缺點及其適用場景。 第三部分：數字信號處理的典型應用 理論的生命力在於實踐。本書最後將通過一係列典型的應用案例，展示數字信號處理技術在現實世界中的強大威力。 通信係統： 數字調製與解調： 我們將介紹ASK, FSK, PSK, QAM等數字調製技術，以及如何利用數字信號處理技術進行相應的解調，實現信息的有效傳輸。 信道編碼與解碼： 為瞭提高通信係統的抗乾擾能力，信道編碼是必不可少的。本書將簡要介紹綫性分組碼、捲積碼等基本編碼技術，以及相應的譯碼器設計，說明如何利用冗餘信息進行糾錯。 語音信號處理： 語音信號的采集、量化、編碼（如PCM, ADPCM）、壓縮、識彆、閤成等都離不開數字信號處理。我們將介紹語音信號的特點，以及相關的處理技術，如聲學特徵提取（MFCCs）。 圖像與視頻處理： 圖像的采集、量化與壓縮： 數字圖像的形成過程，以及JPEG等圖像壓縮標準的原理，都基於數字信號處理技術。 圖像增強與復原： 濾波器在圖像去噪、銳化、邊緣檢測等方麵的應用。 視頻信號處理： 視頻信號的時域和空域特性分析，以及MPEG等視頻壓縮標準中的運動估計、變換編碼等技術。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）分析： 信號濾波、QRS波群檢測、心率變異性分析等。 腦電圖（EEG）分析： 腦電信號的濾波、特徵提取（如Alpha、Beta波段分析）、腦電圖的分類與識彆。 醫學成像： CT、MRI等成像技術中的信號重建與圖像處理過程。 控製係統： 數字控製器設計： PID控製器在離散時間係統中的實現，以及其他數字控製算法的設計。 係統辨識： 利用測量數據估計係統的模型參數。 其他應用： 雷達信號處理、聲納信號處理、數據挖掘中的信號分析等。 總結 本書力求在內容的深度和廣度上取得平衡，既有嚴謹的數學推導，又不乏生動的概念闡述和豐富的應用實例。通過對數字信號處理基礎理論的係統講解，核心算法的深入剖析，以及典型應用的廣泛介紹，讀者將能夠深刻理解數字信號處理在現代科技中的關鍵作用，並具備運用相關理論和技術解決實際問題的能力。無論您是電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學等相關專業的學生，還是緻力於在這些領域進行研發的工程師和研究人員，本書都將是您學習和提升數字信號處理能力的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是其內容的深度和廣度都非常可觀，並且呈現齣一種非常係統的編排方式。作為一名在工程領域工作的技術人員，我深知紮實的理論基礎對於解決實際問題的重要性，而數字信號處理正是我們工作中不可或缺的一部分。當我拿到這本《中國科學院規劃教材：數字信號處理》時，我立刻被其內容所吸引。它並非僅僅羅列公式和定理，而是試圖通過深入淺齣的講解，讓讀者真正理解數字信號處理背後的邏輯。我尤其看重書中對一些算法的推導過程，這有助於我理解算法的原理，並在需要時進行優化或改進。此外，從內容覆蓋來看，本書似乎涵蓋瞭從經典到現代的數字信號處理技術，這對於我這樣的技術人員來說，無疑是一個寶貴的參考。我計劃將這本書作為我日常工作的參考書，在遇到實際問題時，能夠從中找到理論支持和解決方案。我相信，通過反復研讀和實踐，這本書將極大地提升我的技術能力和解決復雜工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸素，但又透露著一種嚴謹的氣息，符閤“中國科學院規劃教材”的定位。我當初選擇它，主要是因為其作者團隊有很強的學術背景，而且“數字信號處理”這個領域本身就是我非常感興趣且急需深入學習的。拿到書後，第一感覺是紙張質量不錯，印刷清晰，這對於長時間閱讀來說是相當重要的。雖然我還沒有來得及深入研讀裏麵的每一個公式和推導，但從目錄的編排來看，其內容覆蓋麵相當廣，從基礎的采樣理論，到各種變換（如傅裏葉變換、Z變換），再到濾波器的設計和實現，以及一些更高級的應用，似乎都涵蓋在內。我尤其期待書中對實際案例的講解，因為理論知識再紮實，最終還是要落到應用上，希望這本書能夠提供一些有價值的實踐指導。這本書的厚度也適中，不會讓人望而卻步，但內容卻顯得充實，有種“麻雀雖小，五髒俱全”的感覺。整體而言，我對這本書的初步印象是專業、係統，並且具有一定的理論深度，我相信它能夠為我的數字信號處理學習之旅提供堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一個剛開始接觸數字信號處理的學生，在選擇教材時，我非常看重教材的權威性和係統性。這本書作為“中國科學院規劃教材”，無疑在權威性上有著天然的優勢。收到書後，我認真地翻閱瞭目錄和部分章節。我驚喜地發現，本書的起點設置得非常平易近人，對於初學者來說，並不會感到過於畏難。它從最基礎的概念講起，逐步深入，並且在每個階段都力求讓讀者理解透徹。我特彆喜歡書中對一些基本概念的類比和解釋，這有助於我更好地建立直觀的理解。雖然我還沒有完全掌握書中的所有內容，但我已經能夠感受到作者在編寫教材時所付齣的努力，他們試圖用最易於理解的方式來傳達最核心的知識。對於我來說，這本教材不僅僅是課程學習的工具，更是一個引導我走進數字信號處理世界的引路人。我相信，通過認真學習這本書，我能夠建立起紮實的理論基礎，為我未來的學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《中國科學院規劃教材：數字信號處理》後，我最直觀的感受是其內容結構的嚴謹和專業。我是一名在通信領域工作的工程師，工作中經常會接觸到數字信號處理相關的技術，但總感覺基礎不夠紮實，理論理解有欠缺。這本書的齣版，恰好填補瞭我在這一方麵的需求。從目錄上看，本書涵蓋瞭數字信號處理的方方麵麵，從基礎的離散時間信號和係統，到傅裏葉變換、Z變換等核心工具，再到濾波器設計、譜分析等關鍵技術，都進行瞭深入的闡述。我特彆關注瞭濾波器設計部分，因為這直接關係到實際係統性能的優化，希望書中能夠提供一些實用的設計思路和方法。雖然我還沒有完全深入研讀，但從一些章節的抽樣閱讀來看，本書的數學推導嚴謹，論述清晰，並且有大量的圖示輔助理解，這對於我這樣的實踐型讀者來說非常有幫助。我期待這本書能夠幫助我更深入地理解數字信號處理的原理，從而更好地應用於實際工作中，解決我目前麵臨的一些技術難題。

評分☆☆☆☆☆

我是一個在業餘時間鑽研數字信號處理的愛好者，平時主要通過網絡資源和一些零散的資料學習。接觸到這本《中國科學院規劃教材：數字信號處理》純屬偶然，但翻閱之後，我立刻感受到瞭它與我之前接觸過的資料截然不同的專業性和係統性。這本書的敘述方式非常嚴謹，每一個概念的引入都建立在清晰的定義之上，並且邏輯性很強，層層遞進。雖然我還沒有完全消化書中的所有內容，但我能感覺到作者在力求用最清晰、最準確的語言來闡述復雜的概念。我特彆欣賞書中在理論推導方麵的詳盡程度，對於那些想要理解“為什麼”而不是僅僅知道“是什麼”的讀者來說，這無疑是一大福音。我個人認為，對於想要紮實掌握數字信號處理核心理論的研究者或者工程師來說，這本書是一個非常好的選擇。它可能不適閤那些隻想快速瞭解皮毛的讀者，但對於願意投入時間和精力去深入學習的人而言，這本書的價值是無可估量的。我計劃在接下來的幾個月裏，係統地學習這本書，並嘗試將書中的理論知識與我正在進行的幾個小項目結閤起來，相信會有很大的收獲。