數字信號處理——理論與應用(第2版) 9787564129026 東南大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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傅一彪，孫兵著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
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• 通信工程
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• 東南大學齣版社
• DSP
• 算法
• 理論與應用
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齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564129026

商品編碼：29424030159

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名：數字信號處理——理論與應用(第2版)

定價：32.00元

作者：傅一彪,孫兵著

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787564129026

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

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隨著半導體集成電路和計算機技術的迅速發展，數字信號處理的理論和技術已經應用到社會的各個方麵，成為整個數字化技術的基礎，“數字信號處理”也成為電子信息、通信、自動控製、機電、生物醫學工程等本科專業的必修課程。如何針對本科專業特點，深入淺齣地介紹數字信號處理基礎理論，透徹地分析其中的物理概念，做到理論聯係實際是非常具有挑戰性的。俞一彪、孫兵編著的《數字信號處理——理論與應用(第2版)》係統地介紹瞭數字信號處理的基礎理論、基本算法和基本應用。

內容提要

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俞一彪、孫兵編著的《數字信號處理——理論與應用(第2版)》係統地介紹瞭數字信號處理的基礎理論、基本算法和基本應用。內容包括：離散時間信號與係統，傅立葉變換與頻譜分析，離散傅立葉變換與快速算法，無限脈衝響應數字濾波器設計，有限脈衝響應數字濾波器設計，多采樣率信號處理與小波變換，離散*信號處理。
書中注重物理概念的透徹分析與介紹，強調理論與實際應用的結閤。
考慮到頻譜分析在實際應用中的重要性，單獨設置一章對頻譜的概念和頻譜分析的意義進行瞭詳細的介紹。另外，還增加瞭短時傅立葉變換、多采樣率信號處理、小渡變換以及離散*信號處理方麵的新內容。通過大量例子說明瞭各種綫性相位有限脈衝響應數字濾波器的設計方法以及信號處理的應用。書中配有豐富的例題和習題，主要章節配有實驗指導書。
《數字信號處理——理論與應用(第2版)》可作為高等院校電子信息工程、通信工程、自動控製、生物醫學工程等本科專業的教材，也可供研究生及從事相關領域工作的工程技術人員閱讀參考。

目錄

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緒論1 離散時間信號與係統 1.1 連續時間信號的采樣與量化 1.1.1 連續信號的采樣 1.1.2 采樣前後頻譜的變化 1.1.3 量化 1.1.4 從采樣信號恢復連續信號 1.2 離散時間信號——序列 1.2.1 典型的序列 1.2.2 周期序列 1.2.3 序列的運算 1.2.4 綫性捲積 1.2.5 芋列的分解 1.2.6 序列的能量 1.2.7 多維序列 1.3 離散時間係統 1.3.1 離散時間係統的類型 1.3.2 離散時間係統的描述 1.4 Z變換 1.4.1 Z變換的定義及其收斂域 1.4.2 典型序列的Z變換 1.4.3 逆Z變換 1.4.4 Z變換的性質 1.4.5 Z變換與拉普拉斯變換的關係 1.5 離散時間係統的Z變換分析法 1.5.1 係統函數 1.5.2 逆係統 1.5.3 因果穩定係統的Z變換分析 1.5.4 離散時間係統的信號流圖描述 1.6 本章小結 習題 實驗 離散時間信號與係統分析2 傅立葉變換與頻譜分析 2.1 離散信號的傅立葉變換 2.1.1 離散信號傅立葉變換的定義 2.1.2 離散信號的傅立葉反變換 2.1.3 離散信號的傅立葉變換與Z變換的關係 2.2 離散信號傅立葉變換的特點 2.2.1 對稱特徵 2.2.2 周期特徵 2.2.3 綫性特徵 2.2.4 捲積特性 2.2.5 帕斯維爾定理 2.3 綫性移不變係統的頻率響應 2.4 係統函數零極點與頻率響應的關係 2.5 離散信號頻譜與模擬信號頻譜之間的關係 2.5.1 模擬信號的傅立葉變換 2.5.2 離散時間傅立葉變換的導齣 2.5.3 DTFT與FT的關係 2.6 頻譜分析及應用 2.6.1 信號頻譜的基本特徵 2.6.2 係統頻譜的基本特性 2.6.3 信號調製與解調 2.6.4 語音閤成 2.6.5 圖像增強 2.7 短時傅立葉變換分析 2.7.1 短時傅立葉變換的定義 2.7.2 短時傅立葉變換的特性 2.7.3 短時頻譜的一種錶示 2.8 本章小結 習題 實驗 離散信號頻譜分析與應用3 離散傅立葉變換與快速算法 3.1 周期信號的離散傅立葉級數錶示 3.1.1 離散傅立葉級數 3.1.2 周期捲積 3.2 離散傅立葉變換 3.2.1 離散傅立葉變換的定義 3.2.2 離散傅立葉反變換 3.3 離散傅立葉變換的特性 3.3.1 有限長特性與頻域采樣定理 3.3.2 循環捲積特性 3.4 頻率分辨率與時間分辨率 3.4.1 頻率分辨率 3.4.2 時間分辨率 3.4.3 頻率分辨率與時間分辨率的關係與協調 3.5 快速傅立葉變換 3.5.1 基於時選的快速傅立葉變換 3.5.2 基於頻選的快速傅立葉變換 3.5.3 同址計算問題 3.5.4 離散傅立葉反變換的快速計算 3.6 離散傅立葉變換的應用 3.6.1 信號去噪 3.6.2 語音識彆 3.6.3 圖像紋理處理 3.6.4 利用FFT計算綫性捲積 3.7 本章小結 習題 實驗 基於DFT的信號識彆係統4 無限脈衝響應數字濾波器設計 4.1 數字濾波器的性能指標 4.2 IIR數字濾波器的結構 4.2.1 直接Ⅰ型 4.2.2 直接Ⅱ型 4.2.3 級聯型 4.2.4 並聯型 4.2.5 全通濾波器 4.3 IIR濾波器的特性 4.3.1 巴特沃茲濾波器 4.3.2 切比雪夫濾波器 4.3.3 橢圓濾波器 4.4 模擬濾波器到數字濾波器的轉換 4.4.1 脈衝響應不變法 4.4.2 雙綫性變換法 4.5 IIR濾波器設計的頻率變換方法 4.5.1 模擬低通濾波器到各種數字濾波器的變換 4.5.2 數字低通濾波器到其他濾波器的變換 4.6 IIR濾波器實現與係數量化效應 4.6.1 IIR濾波器的實現 4.6.2 係數量化效應 4.7 IIR濾波器應用 4.7.1 彩超係統中的壁濾波器 4.7.2 DTMF雙音頻信號的閤成 4.8 本章小結 習題 實驗 IIR濾波器的設計5 有限脈衝響應數字濾波器設計 5.1 FIR數字濾波器的特點 5.1.1 基本特點 5.1.2 綫性相位特點 5.1.3 綫性相位FIR濾波器的實現條件 5.2 窗函數設計法 5.2.1 窗函數設計法原理 5.2.2 理想低通濾波器 5.2.3 矩形窗的設計特性 5.2.4 漢寜窗的設計特性 5.2.5 哈明窗的設計特性 5.2.6 布萊剋曼窗的設計特性 5.2.7 凱澤窗的設計特性 5.2.8 窗函數設計法的進一步分析 5.3 利用凱澤窗設計FIR濾波器 5.3.1 低通濾波器設計 5.3.2 帶通濾波器設計 5.3.3 高通濾波器設計 5.3.4 帶阻濾波器設計 5.4 頻率取樣設計法 5.4.1 頻率取樣設計法原理 5.4.2 設計實例分析 5.5 等波紋逼近優化設計方法 5.5.1 小均方誤差優化設計 5.5.2 等波紋逼近優化設計 5.6 係數量化效應與溢齣控製 5.6.1 係數量化效應 5.6.2 溢齣控製 5.7 FIR濾波器應用 5.7.1 信號去噪 5.7.2 信號的高頻提升 5.7.3 圖像去噪 5.8 本章小結 習題 實驗 FIR濾波器設計與實現6 多采樣率信號處理與小波變換 6.1 多采樣率信號處理 6.1.1 序列的抽取與插值 6.1.2 序列的采樣率降低處理 6.1.3 序列的采樣率提升處理 6.2 多采樣率處理的應用 6.2.1 帶通信號的降采樣處理 6.2.2 正交鏡像濾波器組設計 6.2.3 樹結構正交鏡像濾波器組設計 6.2.4 倍頻程分隔濾波器組設計 6.2.5 子帶數據壓縮編碼 6.3 小波變換 6.3.1 連續小波變換 6.3.2 小波變換的時頻特性 6.3.3 二進小波變換 6.3.4 多分辨率分析 6.3.5 Mallat算法 6.4 小波變換應用 6.4.1 離散小波變換的計算 6.4.2 信號去噪處理 6.4.3 圖像數據壓縮 6.4.4 語音信號基音檢測 6.5 本章小結 習題7 離散信號處理 7.1 變量和過程 7.2 平穩信號 7.3 信號的A／D轉換噪聲和過采樣處理 7.4 信號功率譜 7.5 綫性係統對信號的響應 7.5.1 均值 7.5.2 自相關函數及功率譜 7.5.3 互相關函數和互功率譜密度 7.6 功率譜估計 7.6.1 譜估計方法種類 7.6.2 自相關函數的估計 7.6.3 互相關函數的估計 7.6.4 傳統功率譜估計 7.6.5 模型譜估計 7.6.6 AR譜估計 7.6.7 大熵譜估計 7.6.8 Burg譜估計法 7.6.9 階數的確定 7.7 維納濾波與卡爾曼濾波 7.8 本章小結 習題附錄 專業術語英漢對照參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《電子信息工程專業核心課程係列：信號係統分析與處理》 圖書簡介 在信息爆炸的時代，對海量數據的有效獲取、分析、傳輸和處理已成為現代科技發展的關鍵驅動力。從通信網絡到人工智能，從醫療影像到自動駕駛，數字信號處理（DSP）技術無處不在，深刻地影響著我們的生活和生産方式。本書聚焦於電子信息工程專業的核心課程——信號係統分析與處理，旨在為讀者構建堅實的理論基礎，並提供豐富的實際應用指導。 本書共分為五個部分，循序漸進地引導讀者深入理解信號和係統的本質，掌握分析和處理數字信號的核心工具和方法。 第一部分：連續時間信號與係統 本部分為後續章節的展開奠定基礎，首先介紹瞭信號的基本概念和分類，包括連續時間信號與離散時間信號，能量信號與功率信號，周期信號與非周期信號，偶信號與奇信號等。通過對基本信號（如衝激信號、階躍信號、指數信號、正弦信號）的深入剖析，幫助讀者建立對信號性質的直觀認識。 接著，本書著重介紹瞭係統的基本概念和分類，包括綫性係統、時不變係統、因果係統和穩定係統。這些性質是理解和分析係統行為的關鍵，它們共同構成瞭係統分析的理論框架。 連續時間係統的基本分析方法——捲積，是本部分的重中之重。詳細闡述瞭捲積的定義、性質及其在係統分析中的應用，並通過大量的實例展示瞭如何通過捲積運算來求解綫性時不變係統的零輸入響應和零狀態響應。這為理解係統的動態行為提供瞭有力的工具。 傅裏葉級數和傅裏葉變換是分析周期信號和非周期信號頻域特性的核心工具。本書係統地介紹瞭傅裏葉級數（指數形式和三角形式）在錶示周期信號頻譜中的作用，以及傅裏葉變換如何將非周期信號的頻譜映射到連續的頻率軸上。通過傅裏葉變換，讀者能夠深刻理解信號的頻率組成，為後續的濾波和調製等應用奠定基礎。 拉普拉斯變換作為傅裏葉變換的推廣，能夠處理更廣泛的信號和係統，特彆是在分析不穩定係統和求解高階微分方程方麵具有顯著優勢。本書詳細介紹瞭拉普拉斯變換的定義、性質、收斂域的概念，以及利用拉普拉斯變換分析連續時間係統的頻率響應和瞬態響應。 第二部分：離散時間信號與係統 本部分將理論框架拓展到離散時間領域，這是數字信號處理的直接基礎。首先，介紹瞭離散時間信號的定義和分類，與連續時間信號的定義相呼應，包括單位脈衝信號、單位階躍信號、指數信號、正弦信號等。 同樣，離散時間係統的基本性質——綫性、時不變、因果性和穩定性，被詳細闡述。這些性質的理解有助於讀者在離散域內對係統進行精確建模和分析。 離散時間係統的核心分析方法——脈衝響應（或稱單位樣本響應）和捲積和，是本部分的重點。本書詳細講解瞭如何利用脈衝響應和捲積和來求解綫性時不變離散時間係統的輸齣。這與連續時間係統的捲積運算相對應，但運算方式更為簡潔，為數字計算提供瞭理論基礎。 Z變換是離散時間信號和係統的頻率域分析工具，類似於拉普拉斯變換在連續時間係統中的作用。本書深入闡述瞭Z變換的定義、性質、收斂域（ROC）的概念，並強調瞭Z變換在分析離散時間係統頻率響應、係統穩定性以及求解差分方程中的關鍵作用。通過Z變換，可以方便地分析係統的極點和零點，進而理解係統的動態特性。 第三部分：傅裏葉變換與濾波器設計 本部分專注於信號的頻域分析以及如何利用濾波器來改變信號的頻譜特性。在充分理解傅裏葉變換的基礎上，本書詳細介紹瞭離散傅裏葉變換（DFT）及其性質。DFT是將連續頻譜的傅裏葉變換離散化，使其能夠被計算機處理的關鍵步驟。 快速傅裏葉變換（FFT）作為DFT的高效計算算法，極大地提高瞭信號頻譜分析的效率，使得實時信號處理成為可能。本書介紹瞭FFT的基本原理，並說明瞭其在實際應用中的重要性。 濾波器是數字信號處理中最基本也是最重要的組成部分之一，用於選擇性地通過或阻止特定頻率範圍的信號。本書係統地介紹瞭濾波器的基本概念、分類（如低通、高通、帶通、帶阻濾波器），以及設計和實現濾波器的方法。 重點介紹瞭兩類重要的數字濾波器：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。本書詳細講解瞭這兩類濾波器的結構、設計方法（如巴特沃斯、切比雪夫、貝塞爾逼近法等），以及它們的優缺點和適用場景。通過實例演示，讀者能夠掌握如何根據特定的濾波要求設計齣性能優良的數字濾波器。 第四部分：現代信號處理技術 本部分將視角轉嚮更現代、更復雜的信號處理技術。首先，介紹瞭隨機信號與隨機過程的基本概念，包括概率密度函數、均值、自相關函數、功率譜密度等。這為分析和處理含有噪聲或隨機成分的信號提供瞭必要的理論工具。 隨機信號的分析是現代信號處理的核心之一。本書詳細講解瞭如何利用維納濾波理論來設計最優濾波器，以在存在噪聲的情況下盡可能地恢復原始信號。維納濾波在通信、雷達、控製等領域有著廣泛的應用。 此外，本書還介紹瞭自適應信號處理的概念。自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性變化而自動調整其濾波器係數，以達到最佳的濾波效果。這使得濾波器能夠應對時變的環境，如通信信道的衰落、噪聲的改變等。 第五部分：數字信號處理的應用 本部分將前述的理論知識與實際應用緊密結閤，展示瞭數字信號處理在各個領域的強大能力。 通信係統： 深入探討瞭數字信號處理在調製解調、信道編碼、多路復用、均衡等通信係統中的關鍵作用，包括講解瞭ASK、FSK、PSK、QAM等調製技術，以及OFDM等先進的多載波調製技術。 圖像處理： 介紹瞭圖像的采樣、量化、二維離散傅裏葉變換、圖像去噪、邊緣檢測、圖像壓縮（如JPEG）等基本概念和技術。 語音信號處理： 講解瞭語音信號的産生機理，語音信號的采樣和量化，語音的特徵提取（如LPC、MFCC），以及語音識彆、語音閤成等應用。 生物醫學信號處理： 探討瞭心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物醫學信號的特點，以及如何利用數字信號處理技術進行信號的濾波、特徵提取和異常檢測。 其他應用： 簡要介紹瞭數字信號處理在雷達、聲納、儀器儀錶、控製係統等其他領域的應用實例。 本書在編寫過程中，力求理論與實踐相結閤，每個章節都配有豐富的例題和習題，幫助讀者鞏固所學知識。同時，部分章節還穿插瞭 MATLAB 等常用工具在信號處理中的應用示例，鼓勵讀者動手實踐，從而加深對理論的理解，並培養解決實際工程問題的能力。 適用讀者： 本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業本科生、研究生作為教材或參考書。同時也適用於從事相關領域研究和開發的工程師及技術人員。 通過學習本書，讀者將能夠： 深入理解連續時間與離散時間信號與係統的基本概念和性質。 熟練掌握信號與係統的分析方法，包括捲積、傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等。 掌握數字濾波器設計的基本原理和常用方法。 瞭解現代信號處理技術，如隨機信號分析、自適應信號處理等。 認識數字信號處理在通信、圖像、語音、生物醫學等眾多領域的廣泛應用。 本書的齣版，旨在為電子信息工程領域的學生和從業者提供一本全麵、深入、實用的教材，幫助他們掌握數字信號處理的核心理論和技術，為未來的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的適用性非常強，它既適閤初學者打下堅實的理論基礎，也適閤有一定基礎的工程師進一步深化理解。書中對基礎概念的講解非常紮實，比如信號的能量和功率的計算，這些看似簡單卻至關重要的概念，作者都給齣瞭嚴謹的數學定義和直觀的解釋。在學習過程中，我發現書中穿插的大量例題都非常有代錶性，涵蓋瞭從信號的錶示、變換到係統的分析和設計等各個方麵。 我尤其欣賞書中關於“信號的重建”這一部分。在理解瞭采樣定理之後，如何將采樣後的離散信號準確地恢復成原始的連續信號，一直是我的一個疑問。這本書詳細介紹瞭插值方法，並對比瞭不同插值算法的優缺點，比如零階保持、一階保持以及更高級的Sinc插值。書中還提供瞭計算Sinc函數在實際應用中的數值近似方法，這對於我理解實際中的信號恢復過程非常有幫助。總的來說，這本書就像一個寶藏，每一次閱讀都能從中挖掘齣新的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理——理論與應用(第2版)》真是讓我眼前一亮，尤其是它在理論深度和實際應用之間的平衡做得相當齣色。翻開書，首先感受到的是編者嚴謹的治學態度，每個概念的提齣都有堅實的數學基礎支撐，絕不是空洞的理論堆砌。比如，在講到離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）時，作者花瞭大量的篇幅來闡述它們之間的聯係與區彆，並給齣瞭清晰的推導過程，這對於初學者來說至關重要。我特彆欣賞書中通過大量圖示來輔助理解抽象概念的做法，例如在講解濾波器設計時，那些頻域響應圖、零極點圖，都直觀地展示瞭不同參數對係統性能的影響，比單純的公式推導要易於消化得多。 而且，這本書並沒有停留在理論層麵，它花瞭相當大的筆墨去探討實際應用中的問題。書中列舉瞭許多經典的工程案例，比如音頻信號的處理、圖像的壓縮、通信係統的調製解調等等，並且詳細分析瞭在這些應用中數字信號處理技術是如何發揮作用的。我記得其中一個章節專門講到瞭譜分析在故障診斷中的應用，通過對振動信號的頻譜分析，能夠有效地識彆機器的潛在故障，這對於工業界的技術人員來說，無疑具有極高的參考價值。這種理論與實踐的緊密結閤，讓我感覺自己不僅僅是在學習書本知識，更是在學習如何解決實際工程問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點在於它能夠激發讀者的探索欲。它不僅僅是在傳授知識，更是在引導讀者思考。在講解某些高級概念時，作者常常會拋齣一些開放性的問題，鼓勵讀者去進一步研究。例如，在討論周期延拓對DFT的影響時，作者提到瞭如何通過加窗函數來減小泄露，並暗示瞭更深層次的研究方嚮，這讓我産生瞭濃厚的興趣，並開始主動查閱相關的文獻。 我印象特彆深刻的是關於“盲信號分離”這一章節。書中簡要介紹瞭這一前沿領域，並提及瞭ICA（獨立成分分析）等方法。雖然篇幅不多，但它極大地拓展瞭我的視野，讓我意識到數字信號處理的應用範圍遠比我想象的要廣泛。這本書的語言風格也很吸引人，流暢且富有邏輯性，即使是在處理復雜的數學問題時，也不會讓人感到枯燥乏味。它更像是一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導你一步步深入知識的殿堂，而不是生硬地灌輸。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書在概念的闡釋上極其到位，很多曾經讓我感到晦澀難懂的知識點，在這本書裏都變得豁然開朗。例如，關於“信號的平穩性”這一概念，書中不僅給齣瞭嚴格的數學定義，還用通俗易懂的語言進行瞭形象的比喻，並且通過大量的實驗數據圖來佐證，讓我對這個概念有瞭深刻的理解。我特彆喜歡書中關於“奈奎斯特-香農采樣定理”的講解，作者從信息的角度去解釋為什麼需要以兩倍於最高頻率的速率進行采樣，而不是僅僅停留在數學公式的層麵，這種解釋方式讓我能夠從根本上理解這個定理的物理意義。 另外，這本書在對各種算法的介紹上也十分詳盡。無論是經典的FFT算法，還是更現代的譜估計方法，書中都給齣瞭詳細的原理說明和僞代碼，並且在討論不同算法的優缺點時，也進行瞭客觀的比較。我曾經對各種濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫濾波器）的性能差異感到睏惑，但在這本書中，作者通過對比它們的幅頻響應和相頻響應，清晰地展示瞭各自的特點和適用場景，並且給齣瞭設計實例，這對我選擇閤適的濾波器大有裨益。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織結構非常清晰，從最基礎的離散時間信號和係統開始，逐步深入到傅裏葉變換、Z變換、概率隨機信號處理，再到濾波器設計、采樣理論和譜估計等核心內容。每一章節都像是一個精心設計的模塊，層層遞進，環環相扣。讓我印象深刻的是，在講解Z變換時，作者並沒有直接給齣定義，而是先迴顧瞭拉普拉斯變換，然後自然地過渡到Z變換，這種循序漸進的方式大大降低瞭學習難度。 此外，書中對數學工具的運用也非常恰當。雖然是數字信號處理的書，但它並沒有迴避必要的數學推導，而是將數學作為理解信號處理原理的有力武器。例如，在講解捲積定理時，作者給齣瞭詳細的數學推導，並結閤實例說明瞭其在係統分析中的重要性。更難能可貴的是，書中提供的許多例題都非常貼近實際，解答過程詳細，甚至還包含瞭對解題思路和技巧的講解，這對我這樣的自學者來說，無疑是莫大的幫助。我反復研讀瞭書中關於IFFT（快速傅裏葉變換的逆變換）的講解，結閤著示例代碼，終於理解瞭如何在實際工程中應用它來進行信號的重建。