信號處理教程 印勇 9787563522415 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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印勇 著

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齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563522415

商品編碼：29572556672

基本信息

書名：信號處理教程

定價：25.00元

作者：印勇

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：

ISBN：9787563522415

字數：

頁碼：213

版次：1

裝幀：

開本：

商品重量：0.300kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信號處理教程》—— 探索信息世界的奧秘 在信息爆炸的時代，信號無處不在，它們承載著我們所感知和交流的一切。從微小的語音波形到浩瀚的宇宙電波，從生理的腦電信號到經濟的市場波動，信號是理解和駕馭這個復雜世界的關鍵。本書《信號處理教程》將帶您深入探索信號處理這一核心技術領域，揭示其背後深刻的理論原理和廣泛的應用前景。 一、 信號與係統：一切的基石 信號處理的旅程始於對“信號”和“係統”的理解。信號，本質上是隨時間、空間或其他獨立變量變化的物理量，例如電壓、電流、聲音、圖像等。它們可以是有規律的周期信號，也可以是雜亂無章的隨機信號。而係統，則是對信號進行變換或處理的實體，它可以是電子電路、數字濾波器、通信鏈路，甚至是生物體內的神經網絡。 本書將首先介紹不同類型的信號，區分確定性信號和隨機信號，周期信號和非周期信號，能量信號和功率信號。我們將學習如何用數學語言來描述這些信號，例如使用積分、求和、三角函數展開（傅裏葉級數）等工具。 隨後，我們將深入研究“係統”的特性。係統的“綫性”和“時不變”是兩個至關重要的概念。綫性係統遵循疊加原理，即輸入信號的綫性組閤所産生的輸齣信號，等於各輸入信號分彆作用於係統時産生的輸齣信號的綫性組閤。時不變係統則意味著係統的特性不隨時間改變，即相同的輸入信號在不同時刻作用於係統，會得到相同的輸齣信號。滿足這兩個特性的係統被稱為綫性時不變（LTI）係統，它們在信號處理中占據核心地位，因為其行為可以用捲積定理等強大的數學工具來精確描述。 理解LTI係統的關鍵在於其“衝激響應”（impulse response）。衝激響應是係統對單位衝激信號（狄拉剋衝激函數）的響應。一旦我們知道瞭係統的衝激響應，就可以通過捲積運算（convolution）來計算任何輸入信號對該係統的響應。本書將詳細講解捲積的定義、計算方法以及其在信號係統分析中的重要作用。 二、 傅裏葉分析：揭示信號的頻率構成 信號的本質不僅僅是其時間域的形態，更在於其蘊含的頻率信息。傅裏葉分析是信號處理中最強大、最核心的工具之一，它允許我們將一個復雜的信號分解成一係列不同頻率的正弦和餘弦波的疊加。這就像把一首交響樂分解成各個樂器的單獨演奏，讓我們能更深入地理解音樂的結構。 本書將從傅裏葉級數（Fourier Series）開始，介紹如何將周期信號錶示為一係列不同頻率（基頻的整數倍）的正弦和餘弦分量的疊加。我們還將學習傅裏葉變換（Fourier Transform），這是傅裏葉級數的推廣，可以將非周期信號也分解成無限頻率範圍內的連續頻譜。傅裏葉變換揭示瞭信號的“頻譜”——信號在不同頻率上的能量分布。 理解傅裏葉變換對於理解濾波、調製、頻譜分析等許多信號處理技術至關重要。我們將學習如何計算常見信號的傅裏葉變換，以及傅裏葉變換在時域和頻域之間的對應關係。例如，信號的時域相乘對應於頻域的捲積，信號的積分對應於頻域的除法（在頻率不為零的情況下）。 對於離散信號，我們還將學習離散時間傅裏葉變換（DTFT）和更常用的離散傅裏葉變換（DFT）。DFT是計算機處理信號的基礎，它將無限信號的傅裏葉變換在有限的時間和頻率範圍內進行離散化，為數字信號處理提供瞭理論依據。快速傅裏葉變換（FFT）算法的引入，極大地加速瞭DFT的計算，使得復雜的信號處理任務在計算機上成為可能。 三、 采樣定理：模擬與數字的橋梁 現實世界中的信號大多是模擬的，而現代信號處理技術則依賴於數字計算。采樣定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）是連接模擬信號和數字信號的關鍵橋梁。它告訴我們，如果我們想從一個模擬信號中準確地恢復齣原始信號，那麼采樣的頻率必須是信號最高頻率的兩倍以上。 本書將詳細闡述采樣定理的原理，解釋為何必須滿足這個采樣速率要求。我們將學習采樣過程中的“混疊”（aliasing）現象，以及如何通過抗混疊濾波器來避免它。同時，我們還將探討“奈奎斯特頻率”（Nyquist frequency）的概念，即允許的最大信號頻率。 理解采樣定理對於設計數字濾波器、ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器）至關重要。它直接影響到我們能夠采集和處理的信號的質量和帶寬。 四、 數字濾波器：信號的“淨化器”與“增強器” 數字濾波器是數字信號處理中最核心的應用之一，它們能夠選擇性地允許某些頻率成分通過，同時抑製另一些頻率成分。這就像一個“聲音均衡器”，可以增強低音或削弱高音。 本書將詳細介紹兩種主要的數字濾波器類型：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：利用反饋機製，其衝激響應理論上是無限長的。IIR濾波器通常在設計時所需的階數較低，計算量較小，因此在實現時更有效率。我們將學習如何設計Butterworth、Chebyshev等類型的IIR濾波器。 FIR濾波器：其衝激響應是有限長的，沒有反饋。FIR濾波器具有綫性相位特性，這在一些對信號相位失真敏感的應用中尤為重要，例如音頻和圖像處理。我們將學習窗函數法、頻率采樣法等FIR濾波器設計方法。 我們將深入探討濾波器的設計過程，包括如何根據應用需求（例如低通、高通、帶通、帶阻濾波）來選擇濾波器類型和設計參數。同時，本書還將介紹濾波器在噪聲消除、信號增強、特徵提取等方麵的具體應用。 五、 相關與捲積：洞察信號之間的聯係 在許多應用中，我們不僅要分析單個信號，還需要研究不同信號之間的關係。相關（correlation）和捲積（convolution）是兩種用於衡量信號相似度和係統響應的重要運算。 相關：測量兩個信號之間的相似程度，常用於模式識彆、目標檢測、雷達信號處理等領域。例如，互相關（cross-correlation）可以用來找到一個已知信號在另一個更長信號中的齣現位置。自相關（auto-correlation）則用於分析單個信號的周期性和隨機性。 捲積：前麵已述，是描述LTI係統輸齣與輸入關係的運算。 本書將詳細介紹相關和捲積的定義、性質以及計算方法。我們將學習如何利用相關性來檢測特定模式，以及捲積在係統分析中的核心作用。 六、 隨機信號與噪聲：應對不確定性 現實世界中的信號往往受到各種隨機因素的影響，産生“噪聲”。噪聲是信號處理中的一個普遍挑戰，它會降低信號的質量，影響信息的準確傳遞。 本書將介紹隨機信號的基本概念，包括概率密度函數（PDF）、均值、方差、自相關函數等。我們將學習如何描述和分析隨機信號，例如窄帶高斯白噪聲（AWGN）。 如何有效地處理噪聲是信號處理的關鍵問題之一。我們將學習各種濾波技術，例如維納濾波（Wiener filter），它能在一定程度上最優地估計齣無噪聲信號。卡爾曼濾波（Kalman filter）則是在動態係統中進行狀態估計和噪聲抑製的強大工具，廣泛應用於導航、跟蹤和控製係統。 七、 應用領域：信號處理的無限可能 信號處理技術滲透到我們生活的方方麵麵，本書將通過介紹若乾典型應用，來展示信號處理的強大能力： 通信係統：信號的調製、解調、編碼、解碼、信道估計等都離不開信號處理。從手機通信到衛星通信，信號處理是信息高效傳輸的基石。 音頻處理：語音識彆、音樂閤成、音頻壓縮（如MP3）、迴聲消除、降噪等都屬於音頻信號處理的範疇。 圖像與視頻處理：圖像增強、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（如JPEG）、視頻編碼等。 生物醫學信號處理：心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）等生理信號的分析和診斷。 雷達與聲納：目標檢測、距離和速度測量。 金融信號分析：股票價格預測、市場趨勢分析。 控製係統：係統辨識、控製器設計。 通過學習本書，您將不僅掌握信號處理的核心理論，更能體會到這些理論在解決實際問題中的巨大價值。 總結 《信號處理教程》旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，幫助您建立堅實的信號處理知識體係。本書從最基礎的信號與係統概念齣發，逐步深入到傅裏葉分析、采樣定理、數字濾波器、隨機信號處理等關鍵領域，並通過豐富的應用實例，展現信號處理的實際魅力。無論您是電子信息、通信工程、計算機科學專業的學生，還是對信號處理感興趣的研究人員或工程師，本書都將是您探索信息世界、解決復雜問題的得力助手。掌握信號處理，就是掌握理解和塑造未來信息世界的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象，簡潔卻不失專業感，深邃的藍色背景點綴著抽象的波形圖案，仿佛預示著書中將要展開的信號處理的奧秘。當翻開第一頁，一股油墨的清香混閤著紙張特有的質感撲麵而來，讓人立刻沉浸到學習的氛圍中。序言部分，作者字裏行間流露齣的對信號處理這門學科的熱情與嚴謹，讓我對這本書的品質有瞭初步的信心。雖然我纔剛開始涉獵，但作者在開篇就娓娓道來，從信號的基本概念齣發，循序漸進地引導讀者進入這個既抽象又充滿實際應用價值的領域。語言的組織非常到位，沒有晦澀難懂的術語堆砌，而是用相對通俗易懂的語言，將復雜的原理一一拆解，讓我這個初學者也能窺見其門徑。配圖也非常恰當，無論是概念圖還是示意圖，都清晰明瞭，有效地輔助理解。這讓我對後續的學習充滿瞭期待，相信這本書會成為我探索信號處理世界的一盞明燈。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠清晰剖析復雜概念的教材情有獨鍾，而這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。它並非那種隻羅列公式和定理的乾枯讀物，而是充滿瞭啓發性的思考和對實際應用的深入探討。閱讀過程中，我仿佛與一位經驗豐富的導師對話，他不僅告訴我“是什麼”，更重要的是教會我“為什麼”。書中對各個章節的邏輯銜接處理得非常巧妙，前後的知識點相互呼應，形成一個有機的整體。這種結構性的編排，讓我在學習過程中不會感到迷失，也更容易構建起完整的知識體係。書中的例子設計得也非常貼切，涵蓋瞭從經典到現代的各種應用場景，讓我能夠真切地感受到信號處理在現實世界中的強大力量。這種理論與實踐相結閤的學習方式，不僅提高瞭我的學習效率，更激發瞭我進一步深入研究的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量都堪稱上乘，拿在手中便能感受到其厚重與精良。我特彆喜歡書中的圖錶設計，它們不僅美觀，而且信息量大，能夠用最直觀的方式呈現復雜的信號特徵和處理過程。對於一些關鍵的概念和算法，書中都配有詳細的推導過程和清晰的解釋，這讓我能夠真正理解其背後的原理，而不是停留在死記硬背的層麵。作者在行文中展現齣的深厚功底和教學熱情，讓原本可能枯燥的理論知識變得生動有趣。即使是對於一些初學者可能會覺得睏難的部分，作者也通過巧妙的引導和循序漸進的講解，讓學習過程變得更加平緩和易於接受。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會被這本書所吸引，很大程度上是因為它在理論深度和實踐指導性之間找到瞭一個極佳的平衡點。它不是那種隻停留在象牙塔裏的理論著作，而是能夠將抽象的數學模型與實際工程應用緊密聯係起來。書中的案例分析非常詳實，能夠讓我清晰地看到信號處理技術是如何解決現實世界中的各種問題的。作者的行文風格非常流暢，邏輯清晰，仿佛有一位資深的工程師在旁邊悉心指導。每一個概念的引入，每一次算法的講解，都伴隨著深刻的洞察和獨到的見解。我尤其欣賞作者在處理某些棘手問題時的思路，能夠從根本上揭示問題的本質，並提供切實可行的解決方案。這本書無疑為我在解決實際工程問題時提供瞭寶貴的指導和啓示。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在相關領域摸爬滾打多年的從業者，我對優質的技術書籍有著非常高的要求。這本書給我帶來瞭許多驚喜。首先，其內容的前沿性和係統性毋庸置疑，作者在梳理經典理論的同時，也對近年來發展迅猛的新技術和新方法進行瞭深入淺齣的介紹，這對於保持技術敏感度和前瞻性至關重要。書中對數學推導的嚴謹性把握得恰到好處，既保證瞭理論的精確性，又避免瞭過度深奧而讓讀者望而卻步。我尤其欣賞的是其對概念的解釋方式，往往能夠從多個角度切入，並通過類比和實例來加深理解，這一點對於復雜技術書籍而言尤為難得。此外，書中提供的一些參考資料和延伸閱讀的建議，也為我提供瞭進一步探索的寶貴綫索。