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傅一彪，孙兵著 著

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出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564129026

商品编码：29408859044

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：数字信号处理——理论与应用(第2版)

定价：32.00元

作者：傅一彪,孙兵著

出版社：东南大学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787564129026

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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随着半导体集成电路和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论和技术已经应用到社会的各个方面，成为整个数字化技术的基础，“数字信号处理”也成为电子信息、通信、自动控制、机电、生物医学工程等本科专业的必修课程。如何针对本科专业特点，深入浅出地介绍数字信号处理基础理论，透彻地分析其中的物理概念，做到理论联系实际是非常具有挑战性的。俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。

内容提要

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俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。内容包括：离散时间信号与系统，傅立叶变换与频谱分析，离散傅立叶变换与快速算法，无限脉冲响应数字滤波器设计，有限脉冲响应数字滤波器设计，多采样率信号处理与小波变换，离散*信号处理。
书中注重物理概念的透彻分析与介绍，强调理论与实际应用的结合。
考虑到频谱分析在实际应用中的重要性，单独设置一章对频谱的概念和频谱分析的意义进行了详细的介绍。另外，还增加了短时傅立叶变换、多采样率信号处理、小渡变换以及离散*信号处理方面的新内容。通过大量例子说明了各种线性相位有限脉冲响应数字滤波器的设计方法以及信号处理的应用。书中配有丰富的例题和习题，主要章节配有实验指导书。
《数字信号处理——理论与应用(第2版)》可作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动控制、生物医学工程等本科专业的教材，也可供研究生及从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。

目录

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绪论1 离散时间信号与系统 1.1 连续时间信号的采样与量化 1.1.1 连续信号的采样 1.1.2 采样前后频谱的变化 1.1.3 量化 1.1.4 从采样信号恢复连续信号 1.2 离散时间信号——序列 1.2.1 典型的序列 1.2.2 周期序列 1.2.3 序列的运算 1.2.4 线性卷积 1.2.5 芋列的分解 1.2.6 序列的能量 1.2.7 多维序列 1.3 离散时间系统 1.3.1 离散时间系统的类型 1.3.2 离散时间系统的描述 1.4 Z变换 1.4.1 Z变换的定义及其收敛域 1.4.2 典型序列的Z变换 1.4.3 逆Z变换 1.4.4 Z变换的性质 1.4.5 Z变换与拉普拉斯变换的关系 1.5 离散时间系统的Z变换分析法 1.5.1 系统函数 1.5.2 逆系统 1.5.3 因果稳定系统的Z变换分析 1.5.4 离散时间系统的信号流图描述 1.6 本章小结 习题 实验 离散时间信号与系统分析2 傅立叶变换与频谱分析 2.1 离散信号的傅立叶变换 2.1.1 离散信号傅立叶变换的定义 2.1.2 离散信号的傅立叶反变换 2.1.3 离散信号的傅立叶变换与Z变换的关系 2.2 离散信号傅立叶变换的特点 2.2.1 对称特征 2.2.2 周期特征 2.2.3 线性特征 2.2.4 卷积特性 2.2.5 帕斯维尔定理 2.3 线性移不变系统的频率响应 2.4 系统函数零极点与频率响应的关系 2.5 离散信号频谱与模拟信号频谱之间的关系 2.5.1 模拟信号的傅立叶变换 2.5.2 离散时间傅立叶变换的导出 2.5.3 DTFT与FT的关系 2.6 频谱分析及应用 2.6.1 信号频谱的基本特征 2.6.2 系统频谱的基本特性 2.6.3 信号调制与解调 2.6.4 语音合成 2.6.5 图像增强 2.7 短时傅立叶变换分析 2.7.1 短时傅立叶变换的定义 2.7.2 短时傅立叶变换的特性 2.7.3 短时频谱的一种表示 2.8 本章小结 习题 实验 离散信号频谱分析与应用3 离散傅立叶变换与快速算法 3.1 周期信号的离散傅立叶级数表示 3.1.1 离散傅立叶级数 3.1.2 周期卷积 3.2 离散傅立叶变换 3.2.1 离散傅立叶变换的定义 3.2.2 离散傅立叶反变换 3.3 离散傅立叶变换的特性 3.3.1 有限长特性与频域采样定理 3.3.2 循环卷积特性 3.4 频率分辨率与时间分辨率 3.4.1 频率分辨率 3.4.2 时间分辨率 3.4.3 频率分辨率与时间分辨率的关系与协调 3.5 快速傅立叶变换 3.5.1 基于时选的快速傅立叶变换 3.5.2 基于频选的快速傅立叶变换 3.5.3 同址计算问题 3.5.4 离散傅立叶反变换的快速计算 3.6 离散傅立叶变换的应用 3.6.1 信号去噪 3.6.2 语音识别 3.6.3 图像纹理处理 3.6.4 利用FFT计算线性卷积 3.7 本章小结 习题 实验 基于DFT的信号识别系统4 无限脉冲响应数字滤波器设计 4.1 数字滤波器的性能指标 4.2 IIR数字滤波器的结构 4.2.1 直接Ⅰ型 4.2.2 直接Ⅱ型 4.2.3 级联型 4.2.4 并联型 4.2.5 全通滤波器 4.3 IIR滤波器的特性 4.3.1 巴特沃兹滤波器 4.3.2 切比雪夫滤波器 4.3.3 椭圆滤波器 4.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换 4.4.1 脉冲响应不变法 4.4.2 双线性变换法 4.5 IIR滤波器设计的频率变换方法 4.5.1 模拟低通滤波器到各种数字滤波器的变换 4.5.2 数字低通滤波器到其他滤波器的变换 4.6 IIR滤波器实现与系数量化效应 4.6.1 IIR滤波器的实现 4.6.2 系数量化效应 4.7 IIR滤波器应用 4.7.1 彩超系统中的壁滤波器 4.7.2 DTMF双音频信号的合成 4.8 本章小结 习题 实验 IIR滤波器的设计5 有限脉冲响应数字滤波器设计 5.1 FIR数字滤波器的特点 5.1.1 基本特点 5.1.2 线性相位特点 5.1.3 线性相位FIR滤波器的实现条件 5.2 窗函数设计法 5.2.1 窗函数设计法原理 5.2.2 理想低通滤波器 5.2.3 矩形窗的设计特性 5.2.4 汉宁窗的设计特性 5.2.5 哈明窗的设计特性 5.2.6 布莱克曼窗的设计特性 5.2.7 凯泽窗的设计特性 5.2.8 窗函数设计法的进一步分析 5.3 利用凯泽窗设计FIR滤波器 5.3.1 低通滤波器设计 5.3.2 带通滤波器设计 5.3.3 高通滤波器设计 5.3.4 带阻滤波器设计 5.4 频率取样设计法 5.4.1 频率取样设计法原理 5.4.2 设计实例分析 5.5 等波纹逼近优化设计方法 5.5.1 小均方误差优化设计 5.5.2 等波纹逼近优化设计 5.6 系数量化效应与溢出控制 5.6.1 系数量化效应 5.6.2 溢出控制 5.7 FIR滤波器应用 5.7.1 信号去噪 5.7.2 信号的高频提升 5.7.3 图像去噪 5.8 本章小结 习题 实验 FIR滤波器设计与实现6 多采样率信号处理与小波变换 6.1 多采样率信号处理 6.1.1 序列的抽取与插值 6.1.2 序列的采样率降低处理 6.1.3 序列的采样率提升处理 6.2 多采样率处理的应用 6.2.1 带通信号的降采样处理 6.2.2 正交镜像滤波器组设计 6.2.3 树结构正交镜像滤波器组设计 6.2.4 倍频程分隔滤波器组设计 6.2.5 子带数据压缩编码 6.3 小波变换 6.3.1 连续小波变换 6.3.2 小波变换的时频特性 6.3.3 二进小波变换 6.3.4 多分辨率分析 6.3.5 Mallat算法 6.4 小波变换应用 6.4.1 离散小波变换的计算 6.4.2 信号去噪处理 6.4.3 图像数据压缩 6.4.4 语音信号基音检测 6.5 本章小结 习题7 离散信号处理 7.1 变量和过程 7.2 平稳信号 7.3 信号的A／D转换噪声和过采样处理 7.4 信号功率谱 7.5 线性系统对信号的响应 7.5.1 均值 7.5.2 自相关函数及功率谱 7.5.3 互相关函数和互功率谱密度 7.6 功率谱估计 7.6.1 谱估计方法种类 7.6.2 自相关函数的估计 7.6.3 互相关函数的估计 7.6.4 传统功率谱估计 7.6.5 模型谱估计 7.6.6 AR谱估计 7.6.7 大熵谱估计 7.6.8 Burg谱估计法 7.6.9 阶数的确定 7.7 维纳滤波与卡尔曼滤波 7.8 本章小结 习题附录 专业术语英汉对照参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《通信系统导论：从理论到实践》 内容简介 在信息爆炸的时代，通信系统无处不在，深刻地改变着我们的生活、工作和娱乐方式。从手机短信的瞬间传递，到高清视频的流畅播放，再到全球互联网的互联互通，这一切都离不开复杂而精密的通信技术。本书《通信系统导论：从理论到实践》旨在为读者构建一个清晰、系统且深入的通信系统知识框架，带领大家从最基础的理论概念出发，一步步探索现代通信系统的奥秘，并结合实际应用场景，理解这些理论如何在工程实践中落地生根。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性和应用的广泛性。我们首先会从信息论的基础出发，介绍信息的度量单位——比特，以及信源编码所能达到的极限效率，即信息熵。我们将探讨香农提出的信道容量概念，理解在噪声干扰下，通信系统能够可靠传输信息的最大速率。这些基础性的理论不仅为后续章节打下坚实的基础，也揭示了通信系统设计的根本性挑战和可能达到的性能边界。 接着，我们将深入探讨信号的表示和分析。对于模拟信号，傅里叶变换是理解其频谱特性的核心工具，它能帮助我们分解复杂的信号为一系列简单的正弦波分量，从而揭示信号的频率成分。我们将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换的性质、计算方法，以及它们在信号滤波、解调等方面的应用。对于数字信号，离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）是进行频谱分析的关键。我们将阐述DFT的原理，以及FFT如何在计算效率上带来革命性的提升，这在现代数字信号处理中至关重要。 通信系统的核心在于信息的传输。我们将系统性地介绍各种调制技术，它们是模拟信号转换为适合在信道上传输的形式的关键。对于模拟调制，幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的原理、频谱特性以及各自的优缺点将被一一剖析。然后，我们将重点转向数字调制，这是现代数字通信的基础。本书将详尽介绍调幅（ASK）、调频（FSK）、调相（PSK）以及正交振幅调制（QAM）等关键技术，并分析它们的功率谱密度、误码率性能以及在不同应用场景下的适用性。读者将理解如何根据信道特性和性能要求选择合适的数字调制方式。 除了调制，信号在传输过程中还会受到噪声和失真的影响。为了提高通信系统的可靠性，我们必须引入纠错编码技术。本书将介绍线性分组码、卷积码等经典的前向纠错（FEC）编码方法，深入讲解编码的原理、校验位的计算以及解码过程。我们将分析这些编码方案如何增加数据的冗余度，从而在接收端检测并纠正错误。同时，我们还将探讨现代通信系统中广泛应用的Turbo码和LDPC码等现代纠错编码技术，它们在卫星通信、无线网络等领域取得了显著的性能突破。 信道的特性对通信系统的性能至关重要。本书将介绍各种常见的信道模型，包括加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）等。我们将分析这些信道模型如何影响信号的传输质量，以及如何通过合理的系统设计来克服信道的影响。例如，在衰落信道下，分集技术（如空间分集、频率分集）的重要性将被重点强调，它们通过从多个独立但相关的路径接收信号来提高系统的鲁棒性。 接收端的信号处理是通信系统不可或缺的一部分。本书将详细介绍最优接收机的原理，即维特比算法在解码卷积码中的应用，以及最大似然（ML）和最大后验概率（MAP）准则在解调过程中的作用。我们还将探讨均衡技术的必要性，尤其是在存在符号间干扰（ISI）的信道中，均衡器能够补偿信道引起的失真，恢复原始信号。 本书不仅关注理论的阐述，更注重将理论与实际工程应用相结合。我们将探讨现代通信系统中一些关键的技术和应用，例如： 无线通信系统： 移动通信（如2G、3G、4G、5G）的基本原理、多址技术（FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA）的应用，以及其演进历程。我们将分析蜂窝网络的架构，以及如何通过频率复用和切换技术实现大规模用户接入。 数字电视广播： DVB-T/T2、ATSC等数字电视标准中的关键技术，包括源编码（MPEG-2, H.264, H.265）、信道编码、调制以及多载波技术（COFDM）的应用。 卫星通信： 卫星通信系统的基本组成、轨道类型、信道特点以及调制解调方案。我们将讨论其在远程通信、导航和地球观测等领域的应用。 光纤通信： 光纤作为信息传输的媒介，其原理、信号的调制和解调方式，以及在高速数据传输中的关键作用。 数据通信与网络： TCP/IP协议栈的基本概念，数据链路层协议（如以太网），以及网络层路由的基本原理。 为了更好地帮助读者理解和掌握所学知识，本书在每一章的末尾都提供了精心设计的练习题，涵盖了理论推导、计算和概念理解等多个层面。这些题目不仅能巩固课堂所学，更能帮助读者发现知识盲点，加深对通信系统原理的理解。 《通信系统导论：从理论到实践》适合作为高等院校通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业本科生和研究生的教材，也可供从事通信工程、信号处理、嵌入式系统等领域的工程技术人员参考。通过本书的学习，读者将能够： 建立扎实的理论基础： 深刻理解信息论、信号处理、随机过程等通信系统的基础理论。 掌握关键技术原理： 熟悉各种调制解调、编码解码、信道估计等核心技术的工作原理。 理解系统设计权衡： 了解在实际通信系统设计中，如何在性能、复杂度、成本之间做出权衡。 洞悉前沿技术发展： 对现代通信技术的发展趋势和应用有初步的认识。 培养解决工程问题的能力： 能够将理论知识应用于分析和解决实际通信系统中的问题。 我们希望本书能够成为读者探索通信世界、理解数字信息时代运行机制的一扇窗口，激发读者对通信科学与工程更深入的学习和研究。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受是它的“厚重感”，无论是从物理体积还是内容上看，都显得内容充实。我特别关注的是关于采样理论和重建部分，这部分是整个数字信号处理的基石，掌握不好后面的内容会变得非常困难。我希望书中能够有更详尽的解释，比如Nyquist采样定理的推导过程，以及实际采样中可能遇到的混叠现象及其解决方法。同时，对于信号的量化和编码部分，我也希望有更深入的讲解，特别是关于量化误差的分析和控制。这本书的定价对于一本专业教材来说，感觉还是比较合理的，考虑到其内容深度和页数，算是物有所值。我平时工作会接触到一些音频处理的场景，比如噪声抑制和混响效果的生成，这本书是否能提供一些实用的算法和代码实现，让我拭目以待。整体而言，这本书给我的感觉是内容详实，涵盖了DSP领域的多个重要方面，值得深入钻研。

评分☆☆☆☆☆

翻开了这本书，我立刻被其丰富的插图和清晰的图示吸引住了。我一直觉得，对于像数字信号处理这样偏理论的学科，直观的图示能够极大地帮助理解抽象的概念。尤其是在学习Z变换、傅里叶变换等数学工具时，能否有形象的比喻和生动的图解，直接影响到学习的效率。我希望书中关于谱分析的内容能够详尽一些，例如FFT算法的原理和不同实现方式的比较，以及功率谱密度、周期图等概念的解释。我最近在研究一些生物医学信号处理，比如心电图和脑电图的分析，这些信号往往包含着丰富的时频信息，希望能在这本书中找到相关的理论指导和应用案例。此外，书中对一些经典算法的介绍，比如维纳滤波、卡尔曼滤波等，也让我非常期待。这本书的纸张质量不错，印刷也很清晰，拿在手里感觉很舒服，为良好的阅读体验打下了基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论体系构建得非常扎实，从最基础的离散时间信号和系统开始，一步步深入到更复杂的概念。我个人对自适应滤波器特别感兴趣，这是一种能够根据输入信号的统计特性自动调整自身参数的滤波器，在通信和控制领域有着广泛的应用。我希望书中能详细阐述不同类型的自适应滤波器，比如LMS算法、RLS算法等，并提供一些具体的应用实例。这本书的参考文献看起来也很丰富，这对于想要深入研究某个方向的读者来说是极大的帮助，可以通过参考文献找到更多相关的资料。我一直觉得，学习DSP不仅仅是掌握理论，更重要的是能够将理论应用于解决实际问题，因此，书中如果能提供一些算法的伪代码或者C语言实现，那就更完美了。这本书的装帧设计也很有现代感，整体给人一种专业、严谨、又不失活力的感觉。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的教材，不仅要讲清楚“是什么”，更要讲清楚“为什么”和“怎么用”。这本书在这方面似乎做得不错。我特别关注的是书中的“应用”部分，比如在语音信号处理中的回声消除、噪声抑制，或者在图像信号处理中的边缘检测、图像增强。我希望书中能够提供一些算法的实现思路和优缺点分析，让我能够更好地理解这些算法在实际应用中的局限性和优势。对于初学者来说，理解这些概念往往需要一些时间和耐心，如果书中能提供一些由浅入深的讲解，或者一些可以动手实践的例子，那就更好了。这本书的定价虽然不低，但考虑到其内容的价值和实用性，我觉得还是值得的。我对于这本书的整体编排和内容深度都抱有很高的期望，希望能通过它，进一步提升我在DSP领域的理论水平和实践能力。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本书，还未深入阅读，但从目录和前言来看，就觉得这本书的体例设计非常用心。它不仅仅是理论知识的堆砌，更注重理论与实际应用的结合，这一点从书名“理论与应用”就可见一斑。我尤其期待其中关于滤波器设计部分的内容，比如FIR和IIR滤波器的设计方法，以及它们在通信、音频处理等领域的具体实现案例。书的排版也很舒服，字体大小和行距都比较适中，阅读起来不会感到疲劳。封面的设计也比较简洁大气，透露出一种严谨的学术氛围。总的来说，初步印象是这本书的结构清晰，内容组织合理，为读者提供了一个良好的学习平台。我个人对数字信号处理在图像处理和模式识别中的应用特别感兴趣，希望这本书能提供一些这方面的深入探讨，包括但不限于傅里叶变换、小波变换在图像压缩和特征提取上的应用。这本书的理论深度和广度都需要时间去消化，但我相信它能够成为我DSP学习道路上的重要伙伴。