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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：29409527560

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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《现代信号处理导论》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的信号处理知识体系，涵盖了从基础概念到前沿应用的各个方面。我们力求以清晰的逻辑、严谨的数学推导和丰富的工程实例，引导读者掌握信号处理的核心原理，并能灵活应用于解决实际问题。本书不仅适合电子工程、通信工程、计算机科学、自动化等相关专业的高年级本科生和研究生，同样适用于希望系统学习信号处理理论和技术的研究人员、工程师以及对该领域感兴趣的自学者。 第一部分：信号与系统的基础 本书的开篇将带领读者走进信号与系统的世界。我们将从信号的定义和分类入手，详细介绍连续时间信号和离散时间信号的数学表示方法，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号、偶信号、奇信号等。接着，我们将深入探讨系统的概念，区分线性和非线性系统、时不变性和时变系统、因果性和非因果系统、稳定性和不稳定系统。 本书的核心在于对线性时不变（LTI）系统的深入分析。我们将详细介绍LTI系统的卷积描述，这是理解LTI系统响应的关键。通过引入冲激响应的概念，我们将展示如何用冲激响应来完全表征一个LTI系统，并推导出输入信号与冲激响应的卷积运算过程。为了更有效地分析LTI系统，特别是其频率响应特性，我们将引入傅里叶变换。 傅里叶变换及其应用： 傅里叶级数和傅里叶变换是信号处理中最强大、最基础的工具之一。我们将系统地介绍连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）的定义、性质以及它们之间的联系。通过傅里叶变换，我们可以将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分。我们将详细讲解傅里叶变换的收敛条件、重要性质（如线性、时移、频移、卷积性质、微分性质等），并推导出一系列常用信号的傅里叶变换对。 我们将重点关注傅里叶变换在信号分析和系统分析中的应用。例如，如何利用傅里叶变换分析信号的频谱，识别信号中的主导频率成分；如何通过傅里叶变换分析LTI系统的频率响应，理解系统对不同频率信号的放大或衰减作用；以及如何利用卷积定理，在频域将时域的卷积运算转化为更简单的乘积运算，大大简化了系统响应的计算。 离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）： 在实际的数字信号处理中，我们处理的信号是离散的，并且计算能力是有限的。因此，离散傅里叶变换（DFT）应运而生。我们将详细介绍DFT的定义、性质，并阐述它与DTFT的关系。然而，直接计算DFT的复杂度很高，不适合实时处理。本书将重点介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，特别是Cooley-Tukey算法。我们将深入剖析FFT的原理，解释它是如何通过分治策略，将DFT的计算复杂度从O(N^2)降低到O(N log N)，从而实现高效的频谱分析。FFT是现代数字信号处理的核心算法之一，其重要性不言而喻。 拉普拉斯变换和Z变换： 为了处理更广泛的信号和系统，特别是非周期信号和瞬态响应，我们引入了拉普拉斯变换（用于连续时间系统）和Z变换（用于离散时间系统）。我们将详细介绍这两种变换的定义、收敛域（ROC）的概念以及它们的重要性质。拉普拉斯变换和Z变换在系统分析中扮演着至关重要的角色，它们可以将复杂的微分方程和差分方程转化为代数方程，便于求解系统的零输入响应和零状态响应。 我们将深入探讨拉普拉斯变换和Z变换在系统稳定性分析、系统函数（传递函数）的定义和分析中的应用。通过分析系统函数的极点和零点，我们可以直观地判断系统的稳定性，理解系统的频率响应特性，并设计满足特定要求的滤波器。 第二部分：数字信号处理的核心技术 在打下坚实的理论基础后，本书将转向数字信号处理的具体技术。我们将聚焦于离散时间信号的分析和处理。 采样定理： 模拟信号到数字信号的转换是数字信号处理的第一步。我们将详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，这是实现无失真重构模拟信号的关键。我们将解释采样率、混叠现象，以及如何选择合适的采样率以避免混叠。此外，我们还将介绍内插（重建）滤波器，用于从离散样本中恢复连续信号。 离散时间系统和滤波器设计： 我们将深入研究离散时间系统的表示方法，包括差分方程、系统函数和零极点图。我们将区分有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器，并讨论它们的特性、优缺点以及设计方法。 FIR滤波器设计： 我们将介绍几种经典的FIR滤波器设计方法，如窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。我们将详细讲解不同窗函数的特性，以及它们在设计滤波器时权衡频率选择性、过渡带宽度和阻带衰减之间的关系。 IIR滤波器设计： IIR滤波器通常比FIR滤波器具有更低的阶数，从而节省计算资源。我们将介绍几种常用的IIR滤波器设计方法，如脉冲响应不变法、双线性变换法，并将它们与模拟滤波器设计（巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）相结合。我们将分析IIR滤波器设计中的稳定性问题以及可能出现的振荡现象。 多速率信号处理： 在许多实际应用中，信号可能需要在不同的采样率之间进行转换，这催生了多速率信号处理技术。我们将介绍抽取（decimation）和插值（interpolation）的基本原理，以及它们在数据压缩、信号分析和系统接口中的应用。我们还将讨论多速率滤波器的设计和分析，以避免混叠和产生不必要的失真。 随机信号处理： 现实世界中的许多信号都带有随机性，例如噪声信号。我们将介绍随机信号的基本概念，包括概率密度函数、均值、方差、自相关函数和互相关函数。我们将详细阐述宽平稳随机过程的概念，以及如何利用自相关函数来表征其统计特性。 我们将重点介绍功率谱密度（PSD）的概念，它是随机信号在频域的表现。我们将讲解维纳-辛钦定理，它揭示了自相关函数和功率谱密度之间的傅里叶变换关系。我们将讨论如何利用功率谱密度来分析随机信号的频率成分，以及如何设计滤波器来抑制噪声或提取特定频率分量的信号。 第三部分：信号处理的应用 本书的第三部分将展示信号处理的强大能力，通过一系列实际应用案例，帮助读者理解理论知识的落地。 通信系统中的信号处理： 通信系统是信号处理技术最广泛的应用领域之一。我们将介绍调制解调的基本原理，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），以及它们在模拟和数字通信中的应用。我们将讨论数字调制技术，如ASK、FSK、PSK和QAM，以及它们在现代数字通信中的重要性。 我们还将探讨信道编码和解码技术，用于提高通信系统的可靠性，对抗信道噪声和干扰。例如，我们将介绍纠错码（如汉明码、卷积码）的基本思想，以及它们如何在传输过程中添加冗余信息，以便接收端能够检测和纠正错误。 语音信号处理： 语音信号是人类交流的关键，也是信号处理的重要研究对象。我们将介绍语音信号的产生机制，以及如何对其进行分析，例如音高提取、声纹识别。我们将讨论语音编码技术，如脉冲编码调制（PCM）、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM），以及它们在语音压缩和存储中的作用。 图像和视频信号处理： 图像和视频信号的处理是计算机视觉、多媒体技术等领域的核心。我们将介绍数字图像的基本表示方法，以及如何对图像进行滤波，如平滑滤波（高斯滤波、均值滤波）和锐化滤波。我们将讨论边缘检测技术，以及它们在图像分析中的作用。 对于视频信号，我们将介绍帧间和帧内编码的基本原理，以及它们在视频压缩标准（如MPEG）中的应用。我们将讨论运动估计和补偿技术，以减少视频数据量并实现流畅的视频播放。 生物医学信号处理： 生物医学信号，如心电图（ECG）、脑电图（EEG）和肌电图（EMG），蕴含着丰富的生理信息。我们将介绍这些信号的特点，以及如何利用信号处理技术对其进行分析，例如滤波、特征提取和模式识别，以辅助疾病诊断和监测。 其他应用领域： 除了上述领域，本书还将简要介绍信号处理在其他领域的应用，如雷达信号处理、地震信号分析、机械振动分析、金融信号分析等，以展现信号处理技术的普适性和广泛性。 总结与展望： 本书的最后，我们将对全书内容进行总结，回顾信号处理的核心概念和关键技术。同时，我们将对信号处理领域的未来发展趋势进行展望，例如机器学习和深度学习在信号处理中的应用、实时和嵌入式信号处理的发展、以及信号处理在人工智能、物联网等新兴技术中的重要作用。 《现代信号处理导论》 旨在成为您学习信号处理的得力助手。我们相信，通过系统地学习本书内容，您将能够深刻理解信号处理的理论精髓，并将其创造性地应用于解决各种工程挑战，为科技的进步贡献您的智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的印象，它不像很多技术书籍那样死板，反而有一种现代感和专业性的融合。初次翻开，我立刻被其清晰的排版和严谨的逻辑结构所吸引。作者在内容组织上显然下了不少功夫，从基础概念的引入到复杂算法的深入探讨，过渡得非常自然流畅，即便是初学者也能感受到一种循序渐进的学习体验。书中对理论的阐述，绝非空洞的公式堆砌，而是紧密结合实际应用场景，这一点非常加分。例如，在讲解傅里叶变换时，它不仅仅给出了数学定义，还配以生动的图示说明了其在时域和频域之间的转换意义，这种“教你如何思考”的教学方式，远比死记硬背知识点要有效得多。阅读过程中，我能明显感觉到作者在努力架设一座桥梁，连接抽象的数学理论与工程实践之间的鸿沟。章节之间的逻辑衔接非常紧密，使得阅读体验一气呵成，让人愿意一直读下去，去探索下一个知识点。我特别喜欢它在关键概念旁边的“注解”部分，往往能提供一些行业内的经验或更深层次的理解，让人感觉像是请了一位经验丰富的导师在身边指导。整体来说，这本书的装帧设计和内容组织都体现出一种对读者的尊重和对知识的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名工程技术人员，我最看重的是书籍的实用性和可操作性。这本书在理论讲解的同时，非常巧妙地融入了大量的工程实例和案例分析，这使得原本晦涩的理论变得触手可及。例如，在讲解数字滤波器设计时，书中不仅给出了IIR和FIR滤波器的数学结构，还通过具体的例子展示了如何根据采样率和所需的频率响应特性来确定滤波器的阶数和系数。更难得的是，书中似乎还穿插了一些软件实现的思路或伪代码的描述，虽然没有直接给出完整的代码，但那种指导思想已经足够清晰，足以引导我们快速将其转化为实际的编程实现。我感觉作者非常了解我们这些做工程的人的需求——我们需要的是能够快速落地并解决实际问题的知识，而不是纯粹的学术游戏。书中对信道编码和解码部分的处理也同样出色，结合了实际通信系统中的应用场景，让读者明白为什么要引入冗余校验，以及不同的编码策略如何影响系统的抗干扰能力。这种“知其然，更知其所以然”的讲解模式，极大地提升了我应用这些技术的信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深入程度着实让我感到震撼，它绝不是一本泛泛而谈的入门读物，更像是一部系统而全面的工具书。特别是在涉及高级调制解调技术和自适应滤波器的章节，作者的分析深入到了数学推导的每一个细节，毫不避讳复杂的数学工具，但同时又保证了推导过程的清晰和可追溯性。我花了大量时间去研读其中关于功率谱估计的部分，发现它对各种估计算法（如周期图法、Welch法乃至更高阶的谱估计）的优缺点对比非常到位，给出了详尽的性能分析图表，这对于进行实际系统设计选型至关重要。这种深度使得这本书不仅适用于课堂学习，更成为了我工作中遇到瓶颈时，可以随时翻阅查找解决方案的“案头宝典”。有几处地方，作者对某一类算法的局限性进行了批判性的讨论，而不是一味地赞美，这种客观公正的评价态度，展现了作者深厚的学术功底和实事求是的科学精神。如果说市面上的很多书是“教你怎么做”，那么这本书则更侧重于“解释为什么这样做，以及为什么这样做是最好的（或次优的）”，这种深层次的理解是建立稳固知识体系的基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对特定主题的系统性和完整性方面做得非常出色，它似乎覆盖了数字信号处理领域内所有核心的、必须掌握的知识模块，并且在每一个模块的深度上都达到了行业标准之上。我发现它不仅涵盖了信号与系统的基础回顾、离散时间信号处理的核心概念，还在快速傅里叶变换（FFT）的算法优化、现代谱分析技术，以及自适应滤波器的收敛性分析等前沿和难点问题上进行了详尽的论述。很少有一本书能将这些不同层级的知识点编织得如此天衣无缝，让人感觉整个学科是一个有机整体，而不是一堆零散的知识碎片。当我试图查找关于特定滤波器类型（比如格子滤波器）的详细结构和性能分析时，这本书能立即提供一个全面且包含理论基础的解答。这种“一站式”的知识覆盖能力，大大节省了我在不同参考书之间来回查阅的时间。它构建了一个非常扎实且全面的知识框架，对于希望系统性掌握该领域，并能在未来继续深入研究的读者来说，这本书的价值是难以估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是内敛而严谨的，完全是一种教科书式的、不带任何多余修饰的风格，这对于需要精确信息的读者来说，无疑是一种享受。文字叙述极其精确，每一个术语的使用都无可挑剔，没有模糊地带，这保证了阅读过程中不会因为歧义而产生困惑。相较于一些为了追求“活泼”而牺牲严谨性的书籍，这本的风格显得尤为可贵。它更像是一份精确的说明书，你需要的参数、公式和推导，都能在需要的地方找到，且表述清晰无误。在排版细节上，公式的编号、图表的引用都做得井井有条，阅读过程中可以轻松地在文本和图表之间建立联系。我尤其欣赏作者在处理公式推导时，对关键步骤的留白处理——它没有把所有推导都写得密密麻麻，而是将一些相对基础的代数变换留给读者自己完成，这是一种巧妙的互动，既保持了行文的紧凑性，又锻炼了读者的数学功底。总而言之，它提供了一个高度可信赖的知识载体，让你可以专注于理解概念本身，而不是去猜测作者想要表达的确切含义。