數字信號處理原理及其LabVIEW實現 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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邢冀川 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• LabVIEW
• 信號處理
• 工程應用
• 算法實現
• 通信工程
• 電子工程
• 控製工程
• MATLAB
• 實踐教學

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121216718

商品編碼：29701020440

包裝：平裝

齣版時間：2013-10-01

基本信息

書名:數字信號處理原理及其LabVIEW實現

定價：45.00元

售價：30.6元,便宜14.4元,摺扣68

作者:邢冀川 等

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2013-10-01

ISBN：9787121216718

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頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

數字信號處理的內容廣泛、理論復雜，廣大讀者迫切需要一本適應學科發展並能和LabVIEW的工程實際相結閤的教科書。本書力求在詳盡論述數字信號處理基礎理論的同時，更多地通過專門設計的LabVIEW課程實驗來幫助讀者瞭解和掌握數字信號處理的基礎概念和原理，並解決基本的數字信號處理工程問題。全書分為10章，包括緒論、離散時間信號與係統的時域分析、離散時間信號與係統的z域分析和頻域分析、離散傅裏葉變換、離散傅裏葉變換的快速算法及其他變換、數字濾波器的實現結構、IIR數字濾波器的設計方法、FIR數字濾波器的設計方法、LabVIEW編程簡介、基於LabVIEW的數字信號處理實

目錄

作者介紹

邢冀川，1992年北京理工大學光學工程係學士，2003年北京理工大學信息學院碩士，2006年北京理工大學信息學院博士。現為北京理工大學教師。已獲得7項發明授權和獲批6項發明申請，共發錶十多篇SCI、EI論文。主要研究方嚮為光電信息處理、光電檢測和圖像處理。

文摘

序言

《數字信號處理理論與前沿應用》 內容簡介 本書緻力於深入剖析數字信號處理（DSP）的核心原理，並緊密結閤當前最新的技術發展與實際應用，旨在為讀者提供一個全麵、係統且富有洞察力的學習平颱。我們不僅會夯實讀者在DSP基礎理論上的根基，更將著重探討其在物聯網、人工智能、通信係統、生物醫學工程等前沿領域的創新性應用，引導讀者理解和掌握如何將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 第一部分：數字信號處理基礎理論 本部分是全書的基石，將循序漸進地為讀者構建堅實的DSP知識體係。 緒論：信號與係統的基本概念 我們將從最基本的信號分類（模擬信號與數字信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號、確定性信號與隨機信號）齣發，介紹信號的數學描述和錶示方法。 係統作為信號處理的對象，其基本性質（綫性、時不變、因果性、穩定性）將被詳細闡述。 連續時間信號與離散時間信號的相互轉換，特彆是采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）的原理、意義及其在信號數字化過程中的關鍵作用。我們將深入分析欠采樣和過采樣的影響，以及抗混疊濾波器的設計原則。 量化與編碼：數字信號的另一個關鍵環節。我們將講解量化誤差的産生原因、不同量化方式（均勻量化、非均勻量化）的優缺點，以及相關的編碼技術，為後續的數字處理奠定基礎。 離散時間信號與係統分析 Z變換： Z變換是分析離散時間係統和信號的強大數學工具。本章將詳細介紹Z變換的定義、性質（綫性、時移、尺度變換、捲積等），以及如何利用Z變換求解差分方程、分析係統的頻率響應和穩定性。逆Z變換的方法（部分分式展開法、留數法）也將得到充分的演示。 傅裏葉變換與離散傅裏葉變換（DFT）： 傅裏葉分析揭示瞭信號的頻率成分，是DSP的核心。我們將從連續傅裏葉變換（CFT）引入，重點講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）及其與CFT的關係。 DFT的定義與性質： 深入探討DFT的定義，以及其重要的性質，如周期性、對稱性、綫性和移位性質、帕塞瓦爾定理等。 快速傅裏葉變換（FFT）： FFT是DFT的一種高效計算算法，極大地加速瞭信號的頻譜分析。本章將詳細介紹FFT的基本原理，包括蝶形運算、按位翻轉等關鍵概念，並講解Cooley-Tukey算法等經典FFT算法。我們將通過算例展示FFT在頻譜分析中的巨大優勢。 捲積： 捲積是描述綫性時不變係統輸齣與輸入之間關係的數學運算。本章將詳細介紹連續捲積和離散捲積的定義、計算方法及其在係統響應分析中的應用。通過Z變換和DFT，我們將展示如何更高效地計算捲積。 數字濾波器設計 濾波器概述： 介紹濾波器的基本功能和分類（低通、高通、帶通、帶阻濾波器）。 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器的特點（階數低、計算量小）及其設計方法。 雙綫性變換法： 從模擬濾波器（如Butterworth、Chebyshev、Elliptic濾波器）設計，通過雙綫性變換將模擬濾波器傳遞函數映射到數字濾波器傳遞函數，是IIR濾波器設計的主要途徑。我們將詳細講解不同模擬濾波器原型以及雙綫性變換的細節。 脈衝不變法： 另一種將模擬濾波器設計為數字濾波器的方法，我們將討論其適用性和局限性。 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器的特點（綫性相位、穩定性）及其設計方法。 窗函數法： 通過截斷理想濾波器的衝激響應，並乘以不同的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、Blackman窗）來逼近理想濾波器。我們將深入分析不同窗函數的特性及其對濾波器頻率響應的影響。 頻率采樣法： 直接根據濾波器在離散頻率點的幅度和相位要求進行設計。 最優逼近法（Parks-McClellan算法）： 介紹一種更為精確的FIR濾波器設計算法，該算法能夠最小化最大逼近誤差。 隨機信號處理 隨機過程基礎： 介紹隨機過程的概念、統計特性（均值、方差、自相關函數、互相關函數）。 平穩過程： 重點講解寬平穩和窄平穩過程的定義及其在信號處理中的重要性。 功率譜密度（PSD）： 介紹隨機信號的功率譜密度概念，以及如何通過自相關函數求得。 譜估計： 經典譜估計方法： 周期圖法、改進周期圖法。 現代譜估計方法： Yule-Walker法（AR模型）、Burg法（AR模型）、Pisarenko法（ARMA模型）等。我們將探討這些方法的原理、優缺點及其在噪聲信號分析中的應用。 維納濾波： 介紹維納濾波器的原理，以及如何設計最優綫性濾波器來抑製噪聲、恢復信號。 第二部分：數字信號處理的前沿應用與發展 本部分將帶領讀者走齣理論的殿堂，走嚮廣闊的應用領域，展現DSP的強大生命力。 DSP在通信係統中的應用 調製與解調： 從基本的ASK、FSK、PSK、QAM等模擬調製技術，到數字信號中的OFDM、CDMA等先進調製解調技術，探討DSP在實現高頻譜效率、抗多徑乾擾等方麵的作用。 信道編碼與解碼： 介紹捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等前沿信道編碼技術，以及DSP在糾錯解碼中的應用，如何提高通信係統的可靠性。 自適應信號處理： 自適應濾波器的原理： 介紹LMS（最小均方）算法、RLS（遞歸最小二乘）算法等經典自適應算法。 在噪聲消除、迴聲消除、均衡等方麵的應用： 詳細闡述自適應濾波器如何在動態變化的信道環境中實時調整濾波器參數，實現信號的優化處理。 軟件定義無綫電（SDR）： 探討DSP在SDR架構中的核心地位，如何通過軟件實現無綫通信的靈活性和可重構性。 DSP在人工智能與機器學習中的角色 特徵提取與降維： PCA（主成分分析）、LDA（綫性判彆分析）、ICA（獨立成分分析）等DSP技術如何從原始數據中提取有意義的特徵，減少數據維度，為機器學習算法提供高質量輸入。 模式識彆與分類： 探討DSP在語音識彆、圖像識彆、生物信號分析等領域的應用，如梅爾頻率倒譜係數（MFCC）在語音識彆中的應用。 深度學習中的信號處理： 講解捲積神經網絡（CNN）如何利用捲積操作進行圖像和時序數據的特徵學習，以及循環神經網絡（RNN）在處理序列數據中的作用。 DSP在生物醫學工程中的應用 醫學影像處理： 信號濾波與增強： 如何利用DSP技術對X射綫、CT、MRI、超聲等醫學影像進行濾波，去除噪聲，增強細節，提高診斷的準確性。 特徵提取與分割： 講解DSP在腫瘤識彆、病竈分割等方麵的應用。 生理信號分析： 心電圖（ECG）分析： 介紹QRS波群檢測、心律失常分析等。 腦電圖（EEG）分析： 講解腦電信號的濾波、特徵提取（如Alpha、Beta波分析），以及在腦疾病診斷中的應用。 肌電圖（EMG）分析： 討論EMG信號的處理與應用。 醫療設備設計： 探討DSP在植入式醫療設備（如起搏器）、遠程醫療監測係統等中的作用。 DSP在其他新興領域的應用 物聯網（IoT）中的信號處理： 傳感器信號處理： 針對各種傳感器（溫度、濕度、加速度、氣體傳感器等）的原始信號進行去噪、校準、融閤，提取有效信息。 邊緣計算中的DSP： 探討在資源受限的IoT設備上進行實時信號處理的挑戰與解決方案。 音頻與視頻信號處理： 音頻壓縮與編碼： MP3、AAC等音頻編碼技術背後的DSP原理。 圖像與視頻壓縮： JPEG、MPEG等圖像視頻壓縮標準中的DCT（離散餘弦變換）等關鍵技術。 音頻效果處理： 混響、均衡、降噪等音頻特效的DSP實現。 雷達與聲納信號處理： 目標檢測與跟蹤： 講解DSP在雷達信號的脈衝壓縮、多普勒處理、恒虛警率（CFAR）檢測等方麵的應用。 聲學信號分析： 探討DSP在水下目標探測、聲學成像等領域的應用。 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 在深入講解理論原理的同時，注重分析其在實際問題中的應用，幫助讀者建立“知其然，更知其所以然”的認知。 前沿性與全麵性並重： 覆蓋瞭DSP的經典理論，並深入探討瞭其在人工智能、物聯網等前沿領域的最新應用，力求全麵展現DSP的廣闊圖景。 邏輯清晰，結構嚴謹： 章節之間過渡自然，知識體係層層遞進，便於讀者係統性地學習。 麵嚮讀者廣泛： 無論您是高等院校的電子信息、通信工程、計算機科學等專業的學生，還是從事相關領域的科研人員、工程師，本書都能為您提供有價值的參考和指導。 本書旨在成為您探索數字信號處理世界的可靠夥伴，通過紮實的理論基礎和廣闊的應用視野，賦能您在未來的技術浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的文字風格略顯古典和嚴謹，但正因如此，它散發齣一種經過時間沉澱的學術魅力。作者對術語的定義精確到極緻，仿佛每一句話都經過反復的斟酌和打磨，力求在錶達上達到“無可指摘”的境界。在討論隨機信號處理的章節中，這種嚴謹性尤為重要，因為概率和統計的引入使得問題的復雜性陡增。書中對於各嚮同性、功率譜密度（PSD）的定義與推導，無一不體現齣作者對數學嚴謹性的執著追求。對於那些追求知識的本源、不願意接受任何簡化或模糊說法的深度學習者來說，這本書提供瞭堅實可靠的理論基石，它要求讀者付齣專注，但給予的迴報是無可替代的深度理解。

評分☆☆☆☆☆

從一個側重實際應用的角度來看，這本書的價值體現得淋灕盡緻。它成功地架設瞭一座從純理論到工程實現的橋梁。書中對於各種經典算法的描述，不僅僅停留在數學模型的層麵，更輔以大量的工程考量，例如量化噪聲的影響、有限字長效應等實際係統中不可避免的問題。這種前瞻性的視角，使得讀者在設計自己的算法時，能夠預先規避許多潛在的陷阱。特彆是對於那些需要處理實時信號的開發者而言，書中對快速傅裏葉變換（FFT）算法效率和內存布局的討論，提供瞭非常實用的優化思路。它不是一本高高在上的理論聖經，更像是一本被無數次翻閱、寫滿批注的“工具手冊”，實用性極強，每一次重讀都會有新的感悟和發現。

評分☆☆☆☆☆

這是一本深入淺齣的入門讀物，對於初涉數字信號處理領域的讀者來說，無疑是一劑強心針。作者在構建理論框架時，並沒有堆砌晦澀難懂的數學公式，而是巧妙地將復雜的概念與直觀的物理意義相結閤，使得讀者能夠迅速把握核心思想。比如，在講解離散時間傅裏葉變換（DTFT）時，書中配有大量的圖形示例，清晰地展示瞭頻譜的連續性和周期性，這種可視化教學方法極大地降低瞭學習門檻。對於那些習慣於通過實例來理解理論的工程師或者在校學生而言，這種處理方式無疑是極具吸引力的。更值得稱贊的是，書中對基礎概念的闡述極其紮實，從采樣定理到Z變換，每一步推導都力求嚴謹而又不失清晰度，仿佛一位耐心十足的導師在耳邊細細講解，讓人在吸收新知的同時，也能對已有的知識體係進行一次係統的梳理和鞏固。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常具有學術深度，但又不失工程實踐的敏銳洞察力。它不僅僅停留在對“是什麼”的解釋，更深入地探討瞭“為什麼是這樣”的內在邏輯。我尤其欣賞作者在分析係統響應特性時所展現齣的那種嚴謹的邏輯鏈條。例如，在討論有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器設計方法的章節中，作者並沒有簡單羅列Butterworth、Chebyshev等設計公式，而是花瞭大量篇幅闡述不同設計約束（如群延遲、過渡帶寬）是如何反作用於最終濾波器結構的決策過程。這種由需求驅動設計思路的展現方式，對於希望精通信號處理算法背後的哲學思考的讀者來說，提供瞭寶貴的思維模型。閱讀過程中，我能感受到作者在內容組織上的匠心獨到，每一個章節的銜接都如同精密齒輪咬閤，推動著讀者的認知不斷深入前沿。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常注重知識的遞進和循環驗證。作者似乎深諳學習麯綫的規律，總是在關鍵理論點齣現後，立即提供一個能夠檢驗和鞏固該理論的小型案例或思考題。這種結構保證瞭知識的吸收是主動而非被動的。我注意到，在介紹捲積和相關運算時，作者不僅詳細推導瞭離散捲積的定義，還緊接著引入瞭頻域乘法的概念，並用直觀的例子說明瞭為何傅裏葉變換在某些計算上具有不可替代的效率優勢。這種同步講解不同錶示域（時域與頻域）的策略，極大地拓寬瞭讀者的思維空間，不再局限於單一的數學視角看待問題，有助於培養一種全局性的信號處理觀。