正版現貨 數字信號處理 基於計算機的方法 第四版第4版 餘翔宇 電子工業齣版社 國外電子 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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SanjitKMitra（桑吉特米特拉） 著

圖書標籤:

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121150081

商品編碼：29660390450

包裝：平裝

開本：12k

齣版時間：2012-01-01

內容介紹

內容介紹
　　本書是數字信號領域的經典教材Digital Signal Processing: A Computer-Based Approach, Fourth Edition的中文翻譯版，內容涵蓋瞭信號與信號處理、時域中的離散時間信號、頻域中的離散時間信號、離散時間係統、有限長離散變換、z變換、變換域中的LTI離散時間係統、數字濾波器結構、IIR數字濾波器設計、FIR數字濾波器設計、DSP算法實現等方麵。本書的特點是，在講解上述內容的同時，給齣瞭大量簡單而實用的例子，並用MATLAB程序進行瞭驗證，同時提供瞭大量的高質量習題和仿真練習。


目錄

目錄
目　錄 第1章　信號和信號處理 　1.1　信號的特徵與分類 　1.2　典型的信號處理運算 　1.3　典型信號舉例 　1.4　典型的信號處理應用 　1.5　為什麼要進行數字信號處理 第2章　時域中的離散時間信號 　2.1　時域錶示 　2.2　序列的運算 　2.3　有限長序列的運算 　2.4　典型序列與序列錶示 　2.5　抽樣過程 　2.6　信號的相關

目　錄
第1章　信號和信號處理
　1.1　信號的特徵與分類
　1.2　典型的信號處理運算
　1.3　典型信號舉例
　1.4　典型的信號處理應用
　1.5　為什麼要進行數字信號處理
第2章　時域中的離散時間信號
　2.1　時域錶示
　2.2　序列的運算
　2.3　有限長序列的運算
　2.4　典型序列與序列錶示
　2.5　抽樣過程
　2.6　信號的相關
　2.7　隨機信號
　2.8　小結
　2.9　習題
　2.10　MATLAB練習
第3章　頻域中的離散時間信號
　3.1　連續時間傅裏葉變換
　3.2　離散時間傅裏葉變換
　3.3　離散時間傅裏葉變換定理
　3.4　離散時間序列的能量密度譜
　3.5　帶限離散時間信號
　3.6　用MATLAB計算DTFT
　3.7　展開相位函數
　3.8　連續時間信號的數字處理
　3.9　帶通信號的抽樣
　3.10　抽樣和保持運算的效果
　3.11　小結
　3.12　習題
　3.13　MATLAB練習
第4章　離散時間係統
　4.1　離散時間係統舉例
　4.2　離散時間係統的分類
　4.3　衝激和階躍響應
　4.4　LTI離散時間係統的時域特性
　4.5　簡單互連方案
　4.6　有限維LTI離散時間係統
　4.7　LTI離散時間係統的分類
　4.8　LTI離散時間係統的頻域錶示
　4.9　相位延遲和群延遲
　4.10　小結
　4.11　習題
　4.12　MATLAB練習
第5章　有限長離散變換
　5.1　正交變換
　5.2　離散傅裏葉變換
　5.3　DTFT與DFT及其逆之間的關係
　5.4　圓周捲積
　5.5　有限長序列的分類
　5.6　DFT對稱關係
　5.7　離散傅裏葉變換定理
　5.8　傅裏葉域濾波
　5.9　計算實序列的DFT　
　5.10　用DFT實現綫性捲積
　5.11　短時傅裏葉變換
　5.12　離散餘弦變換
　5.13　Haar變換
　5.14　能量壓縮性質
　5.15　小結
　5.16　習題
　5.17　MATLAB練習
第6章　z變換
　6.1　定義
　6.2　有理z變換
　6.3　有理z變換的收斂域
　6.4　逆z變換
　6.5　z變換定理
　6.6　有限長序列捲積的計算
　6.7　傳輸函數
　6.8　小結
　6.9　習題
　6.10　MATLAB練習
第7章　變換域中的LTI離散時間係統
　7.1　基於幅度特徵的傳輸函數分類
　7.2　基於相位描述的傳輸函數分類
　7.3　綫性相位FIR傳輸函數的類型
　7.4　簡單數字濾波器
　7.5　互補傳輸函數
　7.6　逆係統
　7.7　係統識彆
　7.8　數字二端口網絡
　7.9　代數穩定性測試
　7.10　小結
　7.11　習題
　7.12　MATLAB練習
第8章　數字濾波器結構
　8.1　框圖錶示
　8.2　等效結構　
　8.3　基本FIR數字濾波器結構　
　8.4　基本IIR數字濾波器結構
　8.5　用MATLAB實現基本結構
　8.6　全通濾波器　
　8.7　參數可調諧低通IIR數字濾波器對　
　8.8　IIR抽頭級聯格型結構
　8.9　FIR級聯格型結構　
　8.10　IIR傳輸函數的並聯全通實現
　8.11　可調諧數字濾波器
　8.12　數字濾波器結構的計算復雜度
　8.13　小結　
　8.14　習題
　8.15　MATLAB練習
第9章　IIR數字濾波器設計
　9.1　預備知識
　9.2　IIR濾波器設計的雙綫性變換法
　9.3　設計低通IIR數字濾波器
　9.4　高通、帶通和帶阻IIR數字濾波器設計
　9.5　IIR濾波器的譜變換
　9.6　用MATLAB設計IIR數字濾波器
　9.7　IIR數字濾波器的計算機輔助設計
　9.8　小結
　9.9　習題
　9.10　MATLAB練習
第10章　FIR數字濾波器設計
　10.1　預備知識
　10.2　基於加窗傅裏葉級數的FIR濾波器設計
　10.3　等波紋綫性相位FIR濾波器的計算機輔助設計
　10.4　設計最小相位FIR濾波器
　10.5　用MATLAB設計數字濾波器
　10.6　計算高效的FIR數字濾波器的設計
　10.7　小結
　10.8　習題
　10.9　MATLAB練習
第11章　DSP算法實現
　11.1　基本問題
　11.2　用MATLAB進行結構仿真和驗證
　11.3　計算離散傅裏葉變換
　11.4　基於序號映射的快速DFT算法
　11.5　用MATLAB計算DFT和IDFT
　11.6　滑動離散傅裏葉變換
　11.7　在窄頻帶上計算DFT
　11.8　數字錶示
　11.9　溢齣的處理
　11.10　小結
　11.11　習題
　11.12　MATLAB練習
第12章　有限字長效應的分析
　12.1　量化過程和誤差
　12.2　定點數的量化
　12.3　浮點數的量化
　12.4　係數量化效應的分析
　12.5　A/D轉換噪聲分析
　12.6　算術捨入誤差分析
　12.7　動態範圍縮放
　12.8　低階IIR濾波器的信噪比
　12.9　低靈敏度數字濾波器
　12.10　用誤差反饋減少乘積捨入誤差
　12.11　IIR數字濾波器中的極限環
　12.12　FFT算法中的捨入誤差
　12.13　小結
　12.14　習題
　12.15　MATLAB練習
第13章　多抽樣率數字信號處理基礎
　13.1　基本抽樣率轉換器件
　13.2　用於抽樣率變換的多抽樣率結構
　13.3　抽取器和內插器的多級設計
　13.4　多相分解
　13.5　任意率抽樣率轉換器
　13.6　奈奎斯特濾波器
　13.7　CIC抽取器和內插器
　13.8　小結
　13.9　習題
　13.10　MATLAB練習
第14章　多抽樣率濾波器組和小波
　14.1　數字濾波器組
　14.2　雙通道正交鏡像濾波器組
　14.3　完全重構的雙通道FIR濾波器組
　14.4　L通道QMF組
　14.5　多層濾波器組
　14.6　離散小波變換
　14.7　小結
　14.8　習題
　14.9　MATLAB練習
附錄A　模擬低通濾波器設計
附錄B　設計模擬高通、帶通和帶阻濾波器
附錄C　離散時間隨機信號
參考文獻
索引

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【書名】 正版現貨 數字信號處理 基於計算機的方法 第四版 【作者】 餘翔宇 【齣版社】 電子工業齣版社 【內容簡介】 本書是一本關於數字信號處理（DSP）理論與應用的深入探討。數字信號處理是現代信息技術的核心基石，廣泛應用於通信、音頻、圖像、雷達、生物醫學等眾多領域。本書旨在為讀者提供紮實的理論基礎，並結閤計算機實現的方法，使其能夠理解並掌握數字信號處理的精髓，從而勝任相關的工程設計與研究工作。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分將從最基礎的概念入手，逐步構建讀者對數字信號處理的認知框架。 引言： 詳細闡述數字信號處理的定義、重要性以及其在現代社會中的廣泛應用。我們將探討模擬信號與數字信號的轉換過程，以及數字信號處理相較於模擬信號處理的優勢，例如高精度、易於存儲與傳輸、靈活性強等。同時，也會介紹數字信號處理的基本流程，包括信號的采樣、量化、編碼以及後續的處理步驟。 離散時間信號與係統： 深入分析離散時間信號的錶示方法、基本性質（如奇偶性、周期性、能量和功率）以及常用信號（如單位衝激信號、單位階躍信號、指數信號、正弦信號）的特性。在此基礎上，我們將介紹離散時間係統的概念，包括其定義、分類（如綫性、時不變、因果、穩定係統），並通過分析係統的基本運算，如捲積運算，來理解係統對輸入信號的響應。 傅裏葉變換及其性質： 傅裏葉變換是分析信號頻譜特性的強大工具。本書將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）的定義、推導過程及其重要的性質，例如綫性性、時移性、頻移性、捲積性質、帕塞瓦爾定理等。在此基礎上，我們將引入離散傅裏葉變換（DFT），並探討其與DTFT的關係，以及DFT在計算機實現的意義。 傅裏葉級數與傅裏葉變換的應用： 探討傅裏葉級數在周期信號分析中的應用，以及傅裏葉變換在非周期信號分析中的作用。我們將展示如何利用傅裏葉變換來理解信號的頻率成分，從而為信號的濾波、調製解調等操作提供理論依據。 Z變換及其性質： Z變換是分析離散時間係統頻率響應的重要工具，尤其適用於分析綫性時不變（LTI）係統的穩定性。本書將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念及其與係統穩定性的關係。我們將深入探討Z變換的各項重要性質，如綫性性、時移性、乘法性質、捲積性質、微分性質等。理解Z變換的性質對於係統分析和設計至關重要。 LTI係統的頻率響應： 結閤傅裏葉變換和Z變換，深入分析LTI係統的頻率響應。我們將探討如何通過頻率響應來錶徵係統對不同頻率信號的放大或衰減作用，以及頻率響應與係統衝激響應之間的關係。理解頻率響應是設計濾波器和分析係統性能的關鍵。 第二部分：數字濾波器設計 濾波器是數字信號處理中最核心的應用之一。本部分將詳細介紹各種數字濾波器的設計方法。 數字濾波器的基本概念： 介紹數字濾波器的作用、分類（如低通、高通、帶通、帶阻濾波器）以及性能指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度）。我們將闡述數字濾波器的基本原理，即通過對輸入信號進行特定的數學運算來改變其頻率成分。 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器具有綫性相位特性，在許多應用中受到青睞。我們將介紹多種FIR濾波器設計方法，包括： 窗函數法： 詳細介紹各種常用的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）的頻譜特性，以及如何選擇閤適的窗函數來權衡過渡帶寬度和阻帶衰減。我們將演示如何根據理想濾波器的頻率響應，通過窗函數截斷得到FIR濾波器的衝激響應。 頻率采樣法： 介紹如何通過指定濾波器在特定頻率點的幅度和相位響應來設計FIR濾波器，並討論其適用場景。 最優（Parks-McClellan）算法： 深入講解Parks-McClellan算法，這是一種基於切比雪夫逼近理論的優化算法，能夠設計齣在給定濾波器長度下，最優的FIR濾波器。我們將闡述該算法的迭代過程和參數選擇。 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器通常可以用較低的階數實現與FIR濾波器相似的性能，但可能存在相位失真。我們將介紹IIR濾波器設計的幾種主要方法： 模擬濾波器設計到數字濾波器設計（衝激不變法、階躍不變法、雙綫性變換法）： 詳細介紹如何將已有的成熟的模擬濾波器設計（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）轉換為數字濾波器。我們將重點講解雙綫性變換法，分析其穩定性和頻率扭麯現象，以及如何進行頻率預畸變。 直接設計法（例如，基於幅頻特性的設計）： 簡要介紹一些直接從數字域進行IIR濾波器設計的方法，雖然相對復雜，但在某些情況下具有優勢。 濾波器性能評估與比較： 在設計完濾波器後，對其性能進行評估是至關重要的。我們將介紹如何通過幅頻響應、相頻響應、群延遲、阻帶衰減等指標來評估濾波器的設計效果。同時，也將對比FIR和IIR濾波器在性能、實現復雜度、相位特性等方麵的優缺點，幫助讀者在實際應用中做齣閤理選擇。 第三部分：離散傅裏葉變換（DFT）及其高效實現 DFT是數字信號處理的核心計算工具，而快速傅裏葉變換（FFT）是其高效實現的算法。 DFT的定義與計算： 再次迴顧DFT的定義，並分析直接計算DFT的計算復雜度。我們將說明直接計算N點DFT需要N^2次復數乘法和N(N-1)次復數加法，這在處理長序列時會非常耗時。 快速傅裏葉變換（FFT）算法： 詳細介紹FFT算法，特彆是Cooley-Tukey算法，這是最常用和最基本的FFT算法。我們將通過分解DFT的計算過程，展示如何利用對稱性、周期性等特性，將N點DFT的計算分解為若乾個更小的DFT的計算，從而顯著降低計算量。我們將分彆介紹蝶形運算（butterfly operation）的概念，以及按時間抽取（DIT）和按頻率抽取（DIF）兩種主要的FFT算法流程。 FFT算法的變種與應用： 介紹FFT算法的一些重要變種，如混閤基FFT、分裂基FFT等，以及它們在不同長度序列上的適用性。我們將探討FFT在信號分析、捲積運算、相關運算等方麵的廣泛應用。例如，利用FFT實現循環捲積，以及如何通過FFT加速多項式的乘法。 第四部分：數字信號處理的計算機實現與應用 本部分將重點介紹數字信號處理在計算機上的實現，以及一些具體的應用實例。 采樣定理與重構： 深入探討奈奎斯特-香農采樣定理，理解采樣頻率與信號帶寬之間的關係。我們將詳細講解如何選擇閤適的采樣頻率，以避免混疊失真。同時，也將介紹信號重構的原理，即如何從采樣信號中恢復齣原始連續信號，並討論常用的插值算法（如綫性插值、sinc插值）。 信號的量化與編碼： 介紹數字信號處理中的量化過程，即模擬信號幅值離散化的過程。我們將討論量化誤差的來源，以及如何通過增加量化比特數來減小量化誤差。同時，也將涉及信號的編碼方式，如脈衝編碼調製（PCM）。 數字信號處理器（DSP）簡介： 簡要介紹專門為數字信號處理設計的微處理器——DSP。我們將說明DSP芯片的架構特點，如哈佛架構、指令集對DSP運算的優化、乘纍加（MAC）運算的硬件支持等，並對比其與通用微處理器的區彆，以及在嵌入式係統中的應用。 常用數字信號處理算法的計算機實現： 濾波器在計算機上的實現： 講解如何利用編程語言（如C/C++, Python）來實現FIR和IIR濾波器。我們將展示如何將濾波器的差分方程或衝激響應錶示轉化為代碼，並討論如何優化計算效率。 FFT的編程實現： 提供FFT算法在常見編程語言中的實現示例，並討論其在信號分析軟件中的應用。 其他常用算法： 簡要介紹如自相關、互相關、功率譜估計等算法的計算機實現思路。 數字信號處理的典型應用： 通信係統： 講解數字信號處理在調製解調、信道編碼、均衡等方麵的作用，如OFDM技術。 音頻信號處理： 介紹音頻信號的壓縮（如MP3）、降噪、迴聲消除、語音識彆等應用。 圖像與視頻處理： 討論圖像濾波、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮（如JPEG）、視頻編碼（如H.264）等。 雷達與聲納： 講解脈衝壓縮、目標檢測、多普勒效應處理等。 生物醫學信號處理： 介紹心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等信號的分析與處理。 第五部分：進階主題與未來展望 本部分將對數字信號處理的一些更深入的課題進行探討，並展望其未來的發展方嚮。 譜估計方法： 除瞭簡單的傅裏葉變換，還將介紹更高級的譜估計方法，如周期圖法、Welch法、模型法（如AR模型、ARMA模型）等，分析它們在不同信號場景下的優缺點。 自適應信號處理： 介紹自適應濾波器，能夠根據輸入信號的統計特性自動調整自身參數以達到最佳性能，並探討其在噪聲消除、信道均衡等方麵的應用。 多速率信號處理： 探討信號的升采樣和降采樣技術，以及它們在不同采樣率係統之間的信號轉換中的作用。 小波變換： 介紹小波變換作為傅裏葉變換的補充，能夠同時提供信號的時域和頻域信息，在信號的時頻分析、去噪、特徵提取等方麵展現齣獨特的優勢。 機器學習與數字信號處理的結閤： 展望人工智能和機器學習技術在數字信號處理領域的應用，例如利用深度學習進行更復雜的信號分析、模式識彆和信號生成。 數字信號處理的發展趨勢： 探討數字信號處理在人工智能、物聯網、5G/6G通信、邊緣計算等新興技術中的關鍵作用，以及未來可能的發展方嚮，例如更加高效的算法、更強大的硬件支持、以及與人工智能更深度的融閤。 本書通過由淺入深的講解，係統地介紹瞭數字信號處理的理論基礎、核心算法和實際應用。理論部分嚴謹，公式推導清晰，並輔以大量的圖示和實例，幫助讀者理解抽象的概念。計算機實現部分著重於實際操作，使讀者能夠將理論知識轉化為可執行的代碼，從而更好地掌握數字信號處理的精髓。本書內容豐富，涵蓋瞭從基礎到進階的多個層麵，適閤作為高等院校相關專業本科生、研究生的教材，也可作為從事數字信號處理相關工作的工程師和研究人員的參考書。通過學習本書，讀者將能夠獨立完成數字信號處理係統的設計、開發與應用，並為進一步的深入研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當紮眼，深藍色的底色配上簡潔的白色字體，透露齣一種專業和嚴謹的氣息。拿到手裏的時候，能明顯感覺到紙張的質感不錯，裝訂也很結實，這對於一本需要反復查閱的教材來說非常重要。我主要是被它的“基於計算機的方法”這個副標題吸引的。在很多傳統的數字信號處理（DSP）教材裏，側重點往往放在理論推導和公式演算上，雖然基礎很重要，但對於我們這些更偏嚮工程應用的人來說，如何將這些理論快速有效地轉化為實際代碼或仿真模型纔是關鍵。這本書似乎找到瞭一個很好的平衡點，它沒有迴避深入的數學原理，但每當引入一個新概念時，都能看到清晰的“如何實現”的思路引導。比如在講到Z變換和傅裏葉分析時，作者不僅僅停留在代數變換層麵，而是立刻穿插瞭如何使用MATLAB或Python進行快速驗證和可視化，這種即學即用的方式極大地提升瞭學習的效率和興趣。我特彆喜歡它對離散時間係統的時域和頻域響應的講解，圖文並茂，即便是初次接觸這些復雜概念的讀者，也能通過書中的實例圖錶，迅速建立起清晰的直觀認識。對於希望從理論邁嚮實踐的工程師和學生來說，這本書的實用性絕對是超乎預期的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常沉穩，作者的敘述邏輯性極強，如同在引導讀者進行一場精心設計的探險之旅。它不是那種把所有知識點一股腦塞給你的書，而是遵循著螺鏇上升的結構，每一個章節都在前一章節的基礎上構建更復雜的知識體係。我感覺作者非常懂得初學者的認知麯綫。例如，在介紹有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器設計時，它沒有直接跳到復雜的Parks-McClellan算法，而是先從最基礎的窗函數法入手，詳細剖析瞭采樣頻率、過渡帶寬與阻帶衰減之間的權衡關係。這種循序漸進的講解方式，避免瞭初學者在麵對大量設計參數時産生的畏懼感。更值得稱贊的是，書中大量穿插瞭對一些經典算法的“曆史背景”和“設計哲學”的探討，這使得學習過程不再是枯燥的公式記憶，而是理解DSP領域的發展脈絡。讀完關於維納濾波的那一章，我甚至産生瞭一種“原來還可以這樣解決問題”的豁然開朗的感覺。對於想要深入理解濾波器內部運作機製，而不是僅僅調用工具箱函數的讀者，這本書提供瞭堅實的理論基石和工程洞察力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量令人印象深刻，這在很多理工科教材中是很難得的。很多DSP教材的圖錶往往是黑白、粗糙的綫條圖，難以分辨細節。但這一版在圖錶的美觀度和信息密度上做得非常齣色。特彆是關於譜分析和時頻分析的章節，作者使用瞭大量彩色映射圖（如短時傅裏葉變換的頻譜圖），清晰地展示瞭信號在時間和頻率上的能量分布變化。這些圖錶本身就是極好的學習工具，它們將抽象的數學概念具象化瞭。舉個例子，在解釋小波變換時，書中的多分辨率分析圖譜，一下子就讓那些復雜的尺度函數和父函數的關係變得清晰可懂。此外，書中的術語翻譯和概念定義都非常準確和規範，這對於需要參考國際文獻或者撰寫技術報告的學習者來說，是一個巨大的便利。閱讀體驗流暢，幾乎沒有因為排版或圖示不清而需要反復停下來猜測作者意圖的情況發生，這極大地保障瞭長時間閱讀的專注度。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的深度和廣度都讓我感到有些震撼，它幾乎覆蓋瞭現代數字信號處理領域所有核心分支，並且做到瞭在有限的篇幅內保持高質量的講解。從基礎的采樣定理、量化噪聲，到高級的卡爾曼濾波、盲源分離，知識體係構建得非常完整。我尤其欣賞作者在處理一些跨學科內容時的細膩處理。比如在介紹數字濾波器設計時，它沒有孤立地討論濾波器本身，而是將其置於噪聲抑製和通信係統中進行講解，這讓讀者能理解“為什麼我們需要這種濾波器”，而不是“這個濾波器怎麼設計”。對於那些希望通過一本書建立起紮實DSP知識體係，並能應對未來技術發展挑戰的讀者而言，這本書無疑是一個極佳的“一站式”解決方案。它不僅教會瞭你如何解決已有的問題，更重要的是，它訓練瞭你用DSP的思維方式去審視和分解新的工程難題的能力，這種思維能力的培養，是任何一本教材最核心的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

我主要是在準備一項嵌入式係統的信號預處理項目時接觸到這本書的，坦白說，市麵上講DSP的書籍汗牛充棟，但很多都對計算復雜度和實時性要求考慮不足。這本書的優勢在於，它從一開始就帶有很強的“資源受限環境”的意識。在討論FFT算法的應用時，它不僅僅展示瞭快速傅裏葉變換的效率優勢，更深入地探討瞭定點運算對精度漂移的影響，以及如何在實際的微控製器上進行量化誤差的估算。這對我後期的硬件選型和算法裁剪起到瞭決定性的作用。此外，書中關於自適應濾波（如LMS算法）的部分，內容詳實且案例豐富。它不僅給齣瞭算法的收斂性分析，還配有大量的仿真結果圖，直觀地展示瞭算法在不同信噪比環境下的錶現。這種對實際工程約束的關注，讓這本書的價值遠遠超齣瞭普通的高等數學教材範疇，更像是一本高級的“工程實踐手冊”。如果你的目標是設計齣能夠在真實硬件上穩定運行的DSP係統，這本書提供的視角是極其寶貴的。