基本信息
書名:數字信號處理教程(第四版)——經典版
定價:49.5元
作者:程佩青著
齣版社:清華大學齣版社
齣版日期:2015-08-01
ISBN:9787302405719
字數:819000
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
近年來,數字信號處理的理論得到快速發展,其應用領域也日益廣泛。作為電子信息類專業重要的專業基礎課程,數字信號處理的學科內容在不斷充實和完善,從而推動教材內容也隨之進行充實和更新。
本書曆經多個版本,受到廣大讀者的認可,被眾多高校采用作為教材。為適應學科發展,結閤教學實踐,且參考一些國內外教材,作者充實瞭教材內容,完善瞭錶達方式,改進瞭教材的可讀性,更便於自學,充實瞭例題和習題,更加實用。
本書特色:
(1)在編寫方式上做瞭全麵及重大的改變,即在全書都采用將內容分條目的論述方式,使得脈絡更加清晰; 對基礎理論、概念及基本分析方法又加注瞭“學習重點”的提示。使讀者在學習時感到更加順暢,更容易掌握內容。
(2)對每章內容,分彆作瞭歸納、補充、整理、改動,使得其內容更加充實、完整,論述更加流暢、透徹。
(3)增加瞭大量例題,覆蓋麵更廣,凡是設計方麵的內容,都有一個或多個例題,這對理解、消化和掌握課程內容,掌握分析和設計方法都很有助益。
(4)適應教材內容的充實和完善,各章習題都有一定的改動和補充,補充瞭一些必須用MATLAB來實現的習題。提供給讀者更多的練習機會和選擇餘地。
內容提要
本書係統地討論瞭數字信號處理的基礎理論、基本概念、基本分析方法、算法、設計。全書共9章,包括四個部分。部分是離散時間信號(序列)與係統的時域、頻域的分析,包括第1、2章的內容; 第二部分是離散傅裏葉變換及其快速算法,包括第3、4章的內容; 第三部分是IIR及FIR數字濾波器的理論、結構與算法,包括第5~7章的內容; 第四部分是多抽樣數字信號處理的基礎理論以及數字濾波器實現中的有限字長效應,包括第8、9章的內容。
本書以條目式方法論述,條理清晰,內容充實,討論全麵,深入淺齣,並有大量的例題和習題,便於教學,便於自學。
本書可作為大學本專科院校通信工程、信息工程、電子信息工程、自動控製等專業的教材,也可供從事這些專業及相近的理工科專業的科學研究和工程技術人員作為參考書。
目錄
作者介紹
程佩青 北京信息科技大學原電子技術與通信係主任。1958年畢業於清華大學無綫電係“無綫電技術”專業。1956—1986年在清華大學無綫電係(無綫電電子學係)、電子係工作。1986年到北京信息工程學院(現北京信息科技大學)創建通信工程係(後改名電子技術與通信係)並任係主任。長期從事通信、信號與信息處理的教學和科研工作。講授過無綫電基礎、高頻電子綫路、數字濾波器、數字信號處理、電視接收機原理、數字信號處理(二)(選修)等課程。給清華大學、中國科技大學研究生院、北京廣播學院(現中國傳媒大學)的研究生多次講數字信號處理原理與應用(二)(統計信號處理為主)課程。著有《信息與係統(閤編)》、《數字濾波與快速傅裏葉變換》、《數字信號處理教程(一、二、三版)》(此書被評為校教材)、《數字信號處理分析與解答》、《晶體管電視機原理(閤著)》、《高頻電子綫路》等教材。譯有《多維數字信號處理(閤譯)》等4種著作。參與研發的“SCA-4數據傳輸機”曾獲國防科委奬。
文摘
序言
隨著信息、通信、計算機科學與技術的迅速發展,數字信號處理已成為各大專院校相關專業的專業基礎必修課程。作者所著《數字信號處理教程》多年來被許多高校采用,受到讀者認可。為使教材內容更加充實完善,錶達方式更便於教學,便於自學,便於掌握和應用,作者決定對第三版教材進行修訂和改寫,形成本教材——第四版(經典版)。作者認為數字信號處理課程的核心內容應是“一個基礎,兩個支柱”,一個基礎是離散時間信號與離散時間係統的時域與頻域的分析,兩個支柱是離散傅裏葉變換及其快速算法以及數字濾波器的理論和設計。本書的指導思想是圍繞這個核心內容,對第三版教材進行充實和補充。具體修改如下:
1. 重要的是在編寫方式上做瞭全麵及重大的改變,即在全書的論述中都采用將內容分條目(1,2,…)的論述方式,使得脈絡更加清晰; 同時,對以基礎理論、概念及基本分析方法為主的前5章又加注瞭“學習重點”的提示。這樣的處理方式,可使讀者在學習(包括自學)時感到更加順暢,更容易掌握內容。
2. 對每章內容,尤其是對核心部分的三章(第3,6,7章)內容,都按上述核心內容要求,分彆作瞭歸納、補充、整理、改動,使得其內容更加充實、完整,論述更加流暢、透徹。
(1) 第1章離散時間信號與係統。補充瞭相關性及其計算方法的內容,同時重點討論瞭綫性捲積和綫性相關,並分彆用一小節來論述;增加瞭利用嚮量�渤朔ń�行有限長序列捲積計算的內容,這極有利於編程運算; 重點討論瞭數字頻率ω這一基本概念; 增加帶通信號的抽樣一小節; 增加瞭能量信號與功率信號的描述。
(2) 第2章z變換與離散時間傅裏葉變換(DTFT)。補充瞭單邊z變換下的移位,同時增加瞭利用z變換求解差分方程一小節,討論瞭利用單邊z變換求係統的零輸入響應、零輸入狀態;改寫瞭傅裏葉變換的對稱性,使讀者理解時變得更為流暢; 對模擬信號、理想抽樣、信號、序列及它們的頻率域、復頻率域(s域、z域)之間的關係作瞭歸納。作者認為,歸納和綜閤也是一種重要的學習方法。
(3) 第3章離散傅裏葉變換(DFT)。增加瞭用矩陣錶示DFT的內容,有利於編程計算; 深入討論瞭DFT(通過FFT算法)在計算綫性捲積、綫性相關上的應用; 全麵深入討論瞭DFT在模擬信號頻譜分析上的應用,包括參量的選擇,頻率分辨率的定義及其與其他參量的關係,處理過程中可能産生的三種誤差(失真)以及解決辦法。
(4) 第4章快速傅裏葉變換(FFT)。給齣瞭重疊相加法和重疊保留法的FFT實現步驟。
(5) 第5章數字濾波器的基本結構。為適應MATLAB上的編程要求,將一些結構參數的錶示方法做瞭調整,對各種結構的特點做瞭更深入的討論。
(6) 第6章無限長單位衝激響應(IIR)數字濾波器設計方法。對本章大部分內容都做瞭改寫、完善和充實,主要有: 對小相位係統及全通係統補充瞭很多重要內容,對它們的特點和應用做瞭深入的改寫、論述,增加瞭對切貝雪夫Ⅱ型濾波的分析與設計方法的論述;增加瞭“模擬頻域頻帶變換”一節內容; 討論瞭三種IIR數字濾波器設計方案,給齣實用的設計步驟和清晰的設計流程圖。
(7) 第7章有限長單位衝激響應(FIR)數字濾波器設計方法。對窗函數法設計綫性相位FIR濾波器進行瞭改寫和充實,增加瞭“理想低通、帶通、帶阻、高通的綫性相位數字濾波器的錶達式”一小節,以便於設計;對窗函數設計綫性相位微分器及希爾伯特變換器(90°移相器)這一小節全部做瞭改寫,並做瞭較深入的討論,完善和補充瞭很多內容和例子;在頻率抽樣法設計綫性相位FIR濾波器中增加瞭一節設計步驟及舉例的內容; 此外,對這一章還做瞭不少補充和改寫。
(8) 第8章序列的抽取與插值——多抽樣率數字信號處理基礎。在單級及多級抽取論述中,給齣瞭各級防混疊濾波器技術指標的分配方案。
(9) 考慮到FFT作為計算工具已有成熟的標準模塊,故刪除第4章FFT中基��4及分裂基算法,但作為科技工作者,對一些重要技術問題,不但要知結果,更要知如何得到這個結果,因而仍保留第4章中其他FFT算法的分析; 將第9章中IIR濾波器的定點運算中的溢齣振蕩及FFT算法的有限字長效應兩部分刪除。
3. 增加瞭大量例題,覆蓋麵更廣,凡是設計方麵的內容,都有一個或多個例題,這對理解、消化和掌握課程內容,掌握分析和設計方法都很有助益。
4. 適應教材內容的充實和完善,各章習題都有一定的改動和補充,補充瞭一些必須用MATLAB來實現的習題。習題量增加瞭14%,提供給讀者更多的練習機會和選擇餘地。
全書共有9章,可分為四個部分。
部分是第1章和第2章。此兩章是數字信號處理的基礎內容,即上麵提到的一個基礎。它引齣瞭一係列基本概念,例如數字頻率、頻譜混疊、常用典型序列、綫性移(時)不變係統、因果性、穩定性、抽樣等;也涉及一些基本方法,例如相關函數、捲積和、零極點分析、周期序列與非周期序列的傅裏葉變換、z變換及z反變換等。
第二部分是第3章和第4章。離散傅裏變換(DFT)是數字信號處理的兩大支柱之一,它不僅是重要的理論支柱,也是許多領域的技術支撐和重要工具,起著“承前啓後”的作用,在綫性濾波、相關分析,尤其是譜分析時都是極為重要的工具。本書對DFT的基本理論、性質、特點及應用都做瞭較深入的論述。DFT的重要性還在於它有行之有效的快速算法FFT的幫助。
第三部分是第5~第7章,這三章是數字信號處理的另一大支柱,討論的是數字濾波器設計內容,同樣,數字濾波器不但有重要的理論意義,而且在實際應用中有主要的價值。這三章討論瞭IIR及FIR數字濾波器的基本結構、IIR濾波器三種設計方法,討論瞭各種模擬濾波器之間、數字濾波之間以及它們兩者之間的頻帶變換方法;討論瞭綫性相位FIR濾波器、微分器及希爾伯特變換器(90°移相器)的三種設計方法,即窗函數法、頻率抽樣法及優化Park�睲cclellan算法。
第四部分是第8和第9章。第8章討論多抽樣率數字信號處理的基礎知識,包括抽取、插值及有理數抽樣率變換基本理論及其流圖結構,變抽樣率的多級實現等。抽樣率轉換用於多種媒體傳輸中以及其他一些希望改變抽樣頻率的應用中。第9章討論數字信號處理的有限字長效應,包括A/D變換,係數,以及運算中的有限字長效應。這兩章標上“*”號,是供選擇的內容。
本書的主要特點是主要和重要的內容討論全麵深入,內容充實,邏輯性強,條目脈絡清晰,深入淺齣,有大量的精選例題,便於教、便於學,尤其便於自學; 配閤177道習題另有《數字信號處理教程習題分析與解答(第4版)》一書,可作為解題時的提示和校對工具。
考慮到有不少院校(包括使用過本書第三版的部分院校)在學習本課程之前已經學過MATLAB,因而本書沒有包含MATLAB的內容。本書第四版(經典版)在論述方式,內容充實度,討論深度,例題的精選度上都完全優於第三版教材,而且更適於教學、自學。因此,作者認為它更適於這些院校使用。
期望本教材對相關讀者有更大的幫助,並受到讀者的歡迎。
本書在編寫過程中參考瞭一些文獻(見書後所列“參考文獻”)的編寫思路,參考或采用瞭其中一些內容的思路、例題和習題,特此嚮這些文獻的作者緻以衷心的感謝。
限於作者水平,書中定有不妥之處,懇切歡迎廣大讀者批評指正。
本書的建議學時為54或64兩種,書中有“*”部分內容視各院校情況可選學或不學。作者認為教學大綱要求的內容並不是全要講授的,有的要求應該由學生自學來掌握。
作者
2015年6月
這本書,與其說是“教程”,倒不如說是一本讓我重新認識“信號”的百科全書。在學習過程中,我曾以為自己對數字信號處理已經有瞭基本的概念,但翻開這本書,我纔發現自己之前的理解有多麼膚淺。作者並沒有直接拋齣枯燥的公式和定理,而是從最基礎的采樣和量化講起,一步步構建起嚴謹的理論框架。讓我印象深刻的是,書中大量的圖示和例子,將那些抽象的數學概念具象化,即使是初學者也能輕鬆理解。例如,在講解傅裏葉變換時,作者並沒有一開始就引入復指數形式,而是從三角函數形式入手,逐步引申,讓讀者在潛移默化中掌握瞭其精髓。而且,書中對於不同應用場景的分析也十分到位,比如在通信、音頻處理等領域的實際應用,讓我看到瞭理論聯係實際的力量。我尤其喜歡作者在每一章節後麵設置的思考題,這些問題不僅僅是簡單的復習,更是引導我深入思考,拓展思維的絕佳機會。我常常會在做完一道題後,迴過頭來重新閱讀相關章節,對知識的理解又深瞭一層。總而言之,這是一本值得反復研讀的經典之作,它不僅傳授瞭知識,更點燃瞭我對數字信號處理領域探索的興趣。
評分這本書給我最直觀的感受是,它是一本“乾貨”十足的書,沒有任何多餘的裝飾,每一頁都承載著紮實的知識。作者的寫作風格非常直接,但也充滿瞭智慧。我常常會在閱讀過程中,被作者的一些獨到見解所摺服。例如,在講解參數估計時,作者並沒有停留在理論層麵,而是深入探討瞭不同估計方法的優缺點,以及在實際應用中如何根據具體情況進行選擇。這種批判性的思維方式,讓我受益匪淺。書中關於自適應信號處理的章節,更是讓我眼前一亮。作者將復雜的自適應算法,如LMS和RLS,講解得清晰易懂,並輔以大量的仿真實驗結果,讓我能夠直觀地感受到這些算法的強大之處。我記得在學習過程中,曾遇到一個關於盲源分離的問題,而這本書中的相關內容,為我提供瞭重要的理論指導和實踐思路。總的來說,這本書對於那些希望深入理解數字信號處理理論,並將其應用於實際工程問題的讀者來說,絕對是一本不可多得的寶典。它需要耐心和時間,但迴報絕對是巨大的。
評分我是在準備考研的時候接觸到這本書的,當時的目標是數字信號處理相關專業。市麵上相關的書籍很多,但經過幾番對比,我最終選擇瞭這本。事實證明,我的選擇非常正確。這本書最大的亮點在於其內容的深度和廣度。作者以一種非常係統的方式,將數字信號處理的各個核心概念,從離散時間信號與係統,到傅裏葉變換,再到濾波器設計,一一娓娓道來。每一個概念的引入都循序漸進,邏輯清晰,絲毫不顯突兀。而且,書中對於每一個理論的推導都極其詳盡,沒有省略任何關鍵步驟,這對於我這樣的學生來說,簡直是福音。我曾嘗試過其他一些書籍,但常常因為公式推導跳躍太大而感到睏惑,而這本書則避免瞭這種情況。此外,書中對於信號處理算法的講解也非常到位,比如FIR和IIR濾波器的設計方法,以及各種變換的性質和應用,都講得非常透徹。我特彆欣賞作者在講解算法時,會結閤一些實際的工程問題,讓我能夠更直觀地理解算法的意義和價值。當然,這本書的篇幅相對較大,內容也比較密集,需要投入大量的時間和精力去消化,但相信隻要認真學習,一定會有豐厚的迴報。
評分我一直對信號處理的理論基礎很感興趣,但市麵上很多書籍要麼過於理論化,要麼過於偏重應用,很難找到一本能兼顧理論深度和工程實踐的書。這本《數字信號處理教程》恰好彌補瞭這一空白。它不僅僅是一本教科書,更像是一本精心打磨的工具箱,裏麵包含瞭解決各種信號處理問題的鑰匙。我特彆欣賞作者在講解概念時,總能找到最恰當的比喻和類比,讓抽象的數學工具變得生動形象。比如,在解釋窗函數的作用時,作者將其比作“觀察信號的窗口”,形象地說明瞭不同窗函數對頻譜泄漏的影響。這種生動的講解方式,讓我能夠快速地抓住問題的核心。此外,書中對於譜估計的講解也讓我印象深刻,從經典譜估計到現代譜估計,作者層層遞進,詳細闡述瞭各種方法的原理和適用範圍。在實際項目中,我曾利用書中介紹的AR模型,成功地對某些周期性信號進行瞭有效的估計和預測,這讓我深切體會到理論知識的價值。這本書的語言風格嚴謹又不失生動,邏輯清晰,結構嚴謹,是一本值得反復品讀的經典之作。
評分閱讀這本書的體驗,就像是在一次精密的儀器調試過程中,每一個環節都力求精準,每一個步驟都環環相扣。它不像某些教科書那樣,隻是簡單羅列概念,而是真正地在“教”你如何去思考和解決問題。我在閱讀過程中,最大的感受是作者在處理復雜概念時所展現齣的“大道至簡”的能力。比如,在講解Z變換時,作者並沒有一開始就陷入其復雜的積分形式,而是先從離散傅裏葉變換(DFT)的角度去切入,解釋Z變換如何推廣瞭DFT,並進一步闡述其在係統穩定性分析和頻率響應分析中的重要作用。這種由錶及裏、層層遞進的講解方式,讓我對Z變換有瞭更深刻的理解,而不是僅僅停留在記住公式的層麵。書中對於信號重建的原理,以及噪聲處理的技巧,也給我留下瞭深刻的印象。作者通過大量的實際案例,生動地展示瞭數字信號處理在現實世界中的強大威力。比如,在音頻信號的去噪處理部分,書中詳細介紹瞭各種濾波器的特性和應用場景,並給齣瞭相應的實現步驟,讓我對如何從嘈雜的信號中提取有用的信息有瞭全新的認識。這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本思想啓迪錄,它教會我如何用更嚴謹、更係統的方式去分析和解決問題。
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