多速率數字信號處理和濾波器組理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王光宇著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 濾波器組
• 多速率信號處理
• 信號處理理論
• 通信工程
• 電子工程
• 數字濾波
• 采樣率變換
• 譜分析
• 多分辨率分析

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030388902

商品編碼：29695787649

包裝：平裝

齣版時間：2013-11-01

基本信息

書名:多速率數字信號處理和濾波器組理論

定價：68.00元

售價：46.2元,便宜21.8元,摺扣67

作者:王光宇著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-11-01

ISBN：9787030388902

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

王光宇編著的《多速率數字信號處理和濾波器組理論》全麵係統地論述瞭多速率數字信號處理和濾波器組的基本原理，包括時變和非時變濾波器組。《多速率數字信號處理和濾波器組理論》可供研究和工程部門從事數字信號處理和通信技術工作的廣大科技人員參考，也可供高等學校相關專業的高年級學生、研究生學習參考。

內容提要

王光宇編著的《多速率數字信號處理和濾波器組理論》全麵係統地論述瞭多速率數字信號處理和濾波器組的基本原理，包括時變和非時變濾波器組。全書共十章，包括離散時間係統和濾波器、多速率係統的組成單元、多通道濾波器組、多通道濾波器組的相關理論、M通道DFT濾波器組、餘弦調製濾波器組、時變濾波器組的基本理論、一般的時變濾波器組、M通道時變濾波器組、時變餘弦濾波器組。
　　《多速率數字信號處理和濾波器組理論》可供研究和工程部門從事數字信號處理和通信技術工作的廣大科技人員參考，也可供高等學校相關專業的高年級學生、研究生學習參考。

目錄

作者介紹

文摘

序言

數字信號處理與濾波器組理論：深度解析與前沿應用 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的數字信號處理（DSP）與濾波器組理論知識體係。我們將從最基礎的概念齣發，循序漸進地構建起對這一復雜而迷人的領域深刻的理解。本書內容緊密圍繞數字信號處理的數學原理、算法實現以及濾波器組在現代通信、圖像處理、音頻編碼等關鍵技術中的前沿應用。我們力求在理論嚴謹性的基礎上，注重實踐操作的指導意義，為讀者在科研、工程開發以及學術研究領域打下堅實的基礎。 第一部分：數字信號處理基礎 在本書的第一部分，我們將首先建立起對數字信號處理核心概念的清晰認知。 離散時間信號與係統： 我們將詳細闡述離散時間信號的定義、分類（如周期信號、非周期信號、偶信號、奇信號等）及其在時域和頻域的錶示方法。在此基礎上，我們將深入探討綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括因果性、穩定性、記憶性、可逆性等。捲積運算作為LTI係統的核心，我們將對其進行詳盡的分析，並通過豐富的實例展示其在係統響應計算中的重要作用。 Z變換與傅裏葉變換： Z變換作為分析離散時間信號與係統的有力工具，我們將詳細介紹其定義、收斂域的概念以及重要的性質，包括綫性性、時移性、尺度變換性、微分性質、捲積性質等。我們將通過Z變換來分析係統的頻率響應，理解其與係統傳遞函數之間的關係。同時，我們將迴顧並深入探討傅裏葉變換在處理連續時間信號和離散時間信號（離散傅裏葉變換，DFT）中的核心地位。我們將分析DFT的性質，包括周期性、綫性性、對稱性、時移性、頻率移位性、捲積性質等，並重點介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法的原理和實現，使其能夠高效地計算DFT。 濾波器設計基礎： 濾波器在信號處理中扮演著至關重要的角色，用於選擇或抑製特定頻率範圍的信號。我們將介紹濾波器的基本類型，如低通、高通、帶通、帶阻濾波器，以及它們在現實世界中的應用場景。我們將討論濾波器的理想特性與實際實現之間的權衡，並初步介紹濾波器設計中的一些關鍵指標，如通帶、阻帶、過渡帶、截止頻率、衰減度等。 第二部分：數字濾波器理論與設計 在掌握瞭數字信號處理的基礎知識後，本書將進一步深入數字濾波器的理論與設計。 無限衝激響應（IIR）濾波器： 我們將詳細介紹IIR濾波器的結構及其數學模型。IIR濾波器因其設計靈活性和對計算資源的較低要求而受到廣泛應用。我們將詳細講解幾種經典的IIR濾波器設計方法，包括巴特沃斯（Butterworth）濾波器、切比雪夫（Chebyshev）濾波器（I型和II型）、橢圓（Elliptic）濾波器。對於每種濾波器，我們將深入分析其頻率響應特性，例如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度等，並提供詳細的從模擬原型到數字濾波器的設計步驟，包括巴特沃斯變換、脈衝不變法、雙綫性變換等。同時，我們將討論IIR濾波器設計的局限性，如可能存在的非綫性相位響應問題。 有限衝激響應（FIR）濾波器： 相比於IIR濾波器，FIR濾波器具有綫性相位響應的優點，這在許多對信號相位失真敏感的應用中至關重要。我們將探討FIR濾波器的結構及其數學模型。我們將介紹幾種主要的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）、頻率采樣法以及最優設計方法（如Parks-McClellan算法）。對於窗函數法，我們將詳細分析不同窗函數的頻譜泄漏特性以及它們對濾波器性能的影響。Parks-McClellan算法作為一種迭代優化方法，我們將對其原理進行深入剖析，並展示如何通過它設計齣性能最優的FIR濾波器。 濾波器組（Filter Bank）理論： 濾波器組是數字信號處理中的一個重要分支，它將信號分解為多個不同頻段的子帶信號，或者通過子帶信號重構原始信號。本書將深入探討濾波器組的基本概念和關鍵技術。 子帶編碼與解碼： 我們將詳細闡述子帶編碼的基本原理，即如何通過一組濾波器將輸入信號分解為一係列具有不同頻率範圍的子帶信號。我們將分析子帶編碼在數據壓縮（如JPEG 2000中的小波變換）、多速率信號處理和特徵提取中的應用。 完美重構（Perfect Reconstruction, PR）濾波器組： 我們將深入探討濾波器組實現完美重構的充要條件。對於兩通道濾波器組，我們將介紹無失真重構（Alias-Free Reconstruction, AFR）濾波器組的構造方法。我們將重點講解QMF（Quadrature Mirror Filter）濾波器組和LD（Linear Phase Distortion）濾波器組的設計，並分析它們在信號分析和閤成中的特性。 多通道濾波器組： 我們將進一步擴展到多通道濾波器組，分析其在更廣泛應用中的優勢，例如信號的多路復用、信道均衡等。 多速率信號處理與濾波器組的關係： 我們將清晰地闡述多速率信號處理（如抽取、插值）與濾波器組之間的緊密聯係。抽取操作會引入混疊，而插值操作會引入鏡像頻譜，濾波器組的設計恰恰能夠有效地解決這些問題，實現信號的有效分解與重構。我們將詳細介紹如何利用濾波器組實現無混疊的抽取和插值，以及其在通信係統中的應用。 第三部分：濾波器組的前沿應用與進階主題 在掌握瞭濾波器組的核心理論後，本書將進一步探討其在各個領域的具體應用，並引入一些進階主題。 小波變換與濾波器組： 小波變換作為一種強大的信號分析工具，其離散小波變換（DWT）與濾波器組有著深刻的內在聯係。我們將詳細闡述DWT的構成，即通過一係列低通和高通濾波器（即小波濾波器）對信號進行分解，並通過多分辨率分析的框架來理解其工作原理。我們將介紹幾種常用的小波族，如Haar小波、Daubauchies小波，並分析它們在信號去噪、特徵檢測等方麵的應用。 通信係統中的濾波器組應用： 濾波器組在現代通信係統中扮演著至關重要的角色。我們將深入分析其在以下方麵的應用： 多載波通信（如OFDM）： 我們將解釋OFDM係統如何利用濾波器組的思想，將高速數據流分解到多個低速子載波上傳輸，從而剋服多徑衰落和頻率選擇性衰落。我們將分析OFDM係統中發送端和接收端的濾波器組設計，以及其魯棒性和頻譜效率。 信道化濾波器組（Channelizer）： 在軟件定義無綫電（SDR）等技術中，信道化濾波器組用於將寬帶接收信號分解成多個窄帶信號，每個窄帶信號對應一個獨立的通信信道。我們將討論信道化濾波器組的設計原則，以及如何實現高效的信道分離。 多用戶檢測： 在多用戶接入場景下，濾波器組可用於有效分離和檢測不同用戶的信號。 圖像與音頻處理中的濾波器組應用： 圖像壓縮（如JPEG 2000）： 如前所述，JPEG 2000標準廣泛采用瞭基於小波變換的濾波器組，實現瞭高效的圖像壓縮，同時保持瞭良好的視覺質量。 音頻編碼與閤成： 濾波器組被用於音頻信號的頻域分解和重構，例如在MP3、AAC等音頻編碼標準中，通過對音頻信號進行子帶劃分，可以實現更高效率的壓縮。同時，濾波器組也可用於閤成逼真的音頻效果。 圖像增強與去噪： 通過在不同頻段上對圖像進行處理，濾波器組可以有效地去除噪聲，增強圖像細節。 高級濾波器組設計與優化： 我們將介紹一些更高級的濾波器組設計技術，包括： 廣義濾波器組（Generalized Filter Banks）： 探討超越標準完美重構條件的濾波器組設計，以滿足更復雜的需求。 自適應濾波器組（Adaptive Filter Banks）： 介紹如何根據輸入信號的統計特性動態調整濾波器組參數，以實現更優的性能。 濾波器組在機器學習中的應用： 簡要探討濾波器組與深度學習模型（如捲積神經網絡）的結閤，以及在特徵提取和模式識彆中的潛力。 總結 本書通過由淺入深、係統性的講解，旨在使讀者全麵掌握數字信號處理和濾波器組理論的核心概念、關鍵技術和應用方法。無論您是希望深入理解信號處理原理的學生，還是需要解決實際工程問題的工程師，抑或是對前沿技術充滿探索欲的研究人員，本書都將為您提供寶貴的知識財富和實踐指導。我們希望本書能夠激發您對數字信號處理和濾波器組領域的興趣，並幫助您在這個充滿活力的領域取得更大的成就。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱《[書籍名稱]》時，我的第一印象是它的結構極其嚴謹，簡直像一部數學教科書與工程手冊的完美結閤體。這本書的敘事節奏非常穩健，沒有那種為瞭迎閤初學者而刻意放慢腳步的拖遝感。它更像一位經驗豐富的老教授，直接帶著你深入到問題的核心。我特彆留意瞭書中對“完美重建”條件的討論，作者不僅給齣瞭經典的結論，還用非常巧妙的幾何代數視角解釋瞭為什麼某些濾波器組在理論上可行，而在實際受限的硬件環境下會崩潰。這種對理論“邊界條件”的敏感度，是區分優秀教材和普通參考書的關鍵。此外，書中對不同濾波器的正則化（Regularization）策略進行瞭詳盡的比較分析，特彆是將L1和L2範數優化方法應用於稀疏信號重構時的性能差異，配以清晰的圖錶，極大地加深瞭我對高維信號處理復雜性的認識。總而言之，這本書的每一個章節都像一塊塊精心打磨的精密齒輪，嚴絲閤縫地構成瞭處理復雜采樣問題的完整理論框架。

評分☆☆☆☆☆

我對《[書籍名稱]》中關於時頻分析工具的擴展性描述印象極為深刻。通常的信號處理書籍會止步於短時傅裏葉變換（STFT）或小波變換，但這本書大膽地將研究領域拓展到瞭更為前沿和更具適應性的框架下。作者對多分辨率分析的幾何解釋，尤其是引入瞭“平移不變性”和“尺度不變性”概念時，那種清晰的闡述方式，仿佛打破瞭以往理解上的壁壘。我特彆喜歡它對非均勻采樣的處理，它沒有簡單地套用插值公式，而是從信息論的角度齣發，探討瞭在給定采樣預算下，如何最大化地保留信號的有效信息。書中對這些高級概念的講解，語言簡練而富有張力，使得即便是相對晦澀的主題，也變得可以被消化吸收。這本書的閱讀體驗是一種持續的“頓悟”過程，它不斷地挑戰你原有的認知模型，然後提供一個更強大、更具解釋力的模型來替代它。對於那些想在信號特徵提取和模式識彆領域尋求突破的科研人員而言，這本書提供瞭堅實的理論基石和創新的方嚮感。

評分☆☆☆☆☆

這本《[書籍名稱]》無疑是為那些在數字信號處理領域摸爬滾打瞭多年的專業人士量身打造的深度指南。它沒有像許多入門書籍那樣，花費大量篇幅解釋傅裏葉變換或Z變換的基礎概念，而是直接切入瞭現代DSP應用的核心挑戰——非均勻采樣和動態係統建模。作者在處理連續時間到離散時間係統的轉換時，展現瞭極高的數學功底和工程直覺。特彆是對於那些需要在通信、雷達或醫療成像係統中處理具有內在速率差異信號的工程師來說，書中關於最優濾波器組設計和窗口函數選擇的章節，簡直是如獲至寶。我尤其欣賞它在理論推導過程中，對實際硬件實現的考量，比如量化噪聲對多速率係統的影響分析，這使得書中的理論不僅僅停留在紙麵，而是真正具有工程指導價值。書中對於快速捲積算法在重構過程中的應用討論，其深度和廣度，遠超我之前讀過的任何相關文獻綜述。對於想從“會用”DSP工具箱升級到“理解原理並能創新”的讀者，這本書是不可或缺的進階讀物。它要求讀者具備紮實的綫性代數和復變函數基礎，否則，光是跟上作者的邏輯推導就會感到吃力，但這正是其價值所在——它篩選並提升瞭讀者的專業層次。

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術嚴謹性達到瞭令人肅然起敬的程度。它不像市麵上一些為瞭追求速度而犧牲深度的教材，而更像是一部經過多年沉澱的學術專著。在每一個關鍵定理的證明或公式的推導後，作者都會附帶一段深刻的評論，討論該理論在不同物理模型下的適用性局限，以及未來可能的改進方嚮。這種批判性的思維導嚮，是培養優秀研究人員的關鍵。我注意到，書中對迭代算法的收斂性分析非常詳盡，不僅給齣瞭收斂的條件，還對不同迭代步長策略對收斂速度和穩定性的影響進行瞭量化比較。這使得讀者不僅學會瞭算法，更學會瞭如何評估和優化算法。這本書的排版和插圖設計也極具專業水準，復雜的數據流圖和模塊連接示意圖清晰明瞭，極大地減少瞭理解復雜係統架構時的認知負荷。總而言之，這是一部值得反復研讀、並且每次重讀都會發現新亮點的“案頭常備”工具書，它代錶瞭該領域研究的頂尖水平。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事嵌入式係統開發的技術人員，我最看重一本專業書籍是否能提供可操作的洞察力。坦白說，《[書籍名稱]》在這一點上遠超我的預期。它不僅僅是關於“是什麼”和“為什麼”，更側重於“如何做”和“做瞭之後會怎樣”。例如，在講解過采樣和欠采樣過程中的混疊抑製時，書中提供瞭一套基於特定DSP芯片指令集的優化思路，這在其他理論書籍中是極其罕見的。作者似乎預見到瞭讀者在將理論轉化為實際代碼時可能遇到的所有陷阱，並提前布好瞭“排雷區”。書中關於噪聲整形和抖動對量化誤差影響的分析，直接指導瞭我最近一次在低功耗音頻編解碼器項目中的設計決策。雖然書中的數學推導非常密集，但那些推導都不是孤立存在的，它們總是緊密地服務於最終的工程目標——構建一個穩定、高效且資源受限的信號處理鏈路。這本書真正做到瞭理論與實踐的無縫銜接，是一本能真正提高工程實戰能力的典範之作。