數字信號處理 桂誌國,樓國紅,陳友興,張權,郝慧艷 科學齣版社 9787030260406 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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桂誌國，樓國紅，陳友興，張權，郝慧艷 著

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• 樓國紅
• 陳友興
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030260406

商品編碼：29705349259

包裝：平裝

齣版時間：2010-01-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：36.00元

作者：桂誌國,樓國紅,陳友興,張權,郝慧艷

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2010-01-01

ISBN：9787030260406

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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新定價鏈接：數字信號處理

內容提要

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本書全麵介紹瞭數字信號處理與應用的基礎理論和分析方法。書中前3章是數字信號處理的基礎，包括離散時間信號與係統的時域分析、z域分析、離散傅裏葉變換三部分內容。第4章是快速傅裏葉變換及其應用。第5-7章是數字濾波器的基本結構、設計原理及設計方法。第8章和第9章分彆討論瞭信號的抽取與插值和有限字長效應。0章介紹瞭常用的特殊濾波器。為瞭加深對基本理論的理解和基本方法的掌握，書中安排瞭一些Matlab實例。全書各章都有精選例題和不同類型的習題。
　　本書可作為普通高等院校信息類相關專業本科生或研究生教材，也可供相關科研與瞭程技術人員參考。

目錄

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前言
章 離散時間信號與係統的時域分析
　1.1 離散時間信號——序列
　1.2 序列的捲積和
　1.3 綫性移不變係統
　1.4 綫性常係數差分方程
　1.5 連續時間信號的抽樣
　1.6 離散綫性相關
　1.7 離散時間信號與係統的Matlab實現
　習題
第2章 離散時間信號與係統的z域分析
　2.1 z變換的定義及收斂域
　2.2 z反變換
　2.3 z變換的性質與定理
　2.4 z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
　2.5 序列傅裏葉變換的定義及性質
　2.6 利用z變換求解差分方程
　2.7 離散時間係統的係統函數和頻率響應
　2.8 離散時間信號與係統z域分析的Matlab實現
　習題
第3章 離散傅裏葉變換
　3.1 離散傅裏葉級數
　3.2 離散傅裏葉變換
　3.3 離散傅裏葉變換的性質及定理
　3.4 頻域抽樣理論
　3.5 DFT的應用
　3.6 DFT的Matlab實現
　習題
第4章 快速傅裏葉變換
　4.1 DFT的運算量分析
　4.2 時間抽取的基-2FFT算法
　4.3 頻率抽取的基-2FFT算法
　4.4 快速傅裏葉反變換
　4.5 實序列的FFT算法
　4.6 綫性捲積與綫性相關的FFT算法
　4.7 Matlab關於FFT應用的程序設計
　習題
第5章 數字濾波器的基本結構
　5.1 數字濾波器結構的錶示方法
　5.2 IIR濾波器的結構
　5.3 FIR濾波器的基本結構
　5.4 格型濾波器的基本結構
　5.5 Matlab關於濾波器結構的程序設計
　習題
第6章 IIR數字濾波器的設計
　6.1 濾波器的基本概念
　6.2 模擬低通濾波器的設計
　6.3 用模擬濾波器設計IIR數字濾波器
　6.4 數字高通、帶通和帶阻IIR濾波器的設計
　6.5 Matlab設計IIR濾波器
　習題
第7章 有限長單位抽樣響應數字濾波器的設計
　7.1 綫性相位FIR數字濾波器的特性
　7.2 窗函數設計法
　7.3 窗函數設計法舉例
　7.4 頻率抽樣設計法
　7.5 等波紋佳逼近設計法
　7.6 IIR濾波器和FIR濾波器的比較
　7.7 FIR濾波器設計的Matlab實現
　習題
第8章 信號的抽取與插值
　8.1 信號的整數倍抽取
　8.2 信號的整數倍插值
　8.3 信號的有理數I／D抽樣率轉換
　8.4 多抽樣率FIR係統的網絡結構
　8.5 Matlab實現抽取與插值
　習題
第9章 數字信號處理的有限字長效應
　9.1 二進製的錶示及其對量化誤差的影響
　9.2 A／D采樣的量化效應
　9.3 數字濾波器的係數量化效應
　9.4 定點運算濾波器的有限長效應
　9.5 定點運算FFT算法的有限長效應
　9.6 IIR濾波器的定點運算的零輸入極限環振蕩和死帶效應
　9.7 浮點運算濾波器和FFT算法的有限長效應
　習題
0章 常用特殊濾波器
　10.1 全通濾波器
　10.2 小相位延時係統
　10.3 均值濾波器與平滑濾波器
　10.4 特殊零極點二階濾波器
　10.5 梳狀濾波器
　10.6 建立在零極點相消的簡單整係數濾波器
　習題
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理》—— 探索信號世界的奧秘，掌握現代信息技術的基石 信號，是信息傳遞的載體，是現代社會運轉的血液。從我們日常通信的語音、圖像，到醫療影像的分析，再到工業生産的自動化控製，乃至天文學對遙遠宇宙的探測，無不依賴於對信號的精確捕捉、分析與處理。數字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）作為一門核心技術，其重要性不言而喻。它賦予瞭我們理解、重塑和利用這些信號的能力，是連接物理世界與數字世界不可或缺的橋梁。 本書《數字信號處理》深入淺齣地係統闡述瞭數字信號處理的基本理論、核心算法以及重要的應用技術。它並非僅僅羅列枯燥的公式和概念，而是力求構建一個清晰、連貫的學習路徑，幫助讀者從根本上理解數字信號處理的精髓，並能夠將其靈活運用到實際問題中。 第一部分：數字信號處理的基礎理論 本書的開篇，將帶領讀者走進數字信號處理的理論殿堂。首先，我們將從信號的本質齣發，區分連續時間信號與離散時間信號，理解數字化的過程，即采樣與量化，以及它們對信號信息的保真度所帶來的影響。我們將詳細介紹離散時間信號的錶示方法，包括其時域特性，如周期性、奇偶性等。 接下來，本書將重點闡述綫性時不變（LTI）係統。這是數字信號處理中最基本也是最重要的係統模型。我們將深入分析LTI係統的單位衝鍦（impulse）響應，並揭示其在描述係統行為中的核心作用。捲積（convolution）運算作為LTI係統的基本運算，我們將對其進行詳盡的解釋，包括其定義、性質以及在信號分析中的意義。通過理解捲積，讀者將能夠預測輸入信號經過LTI係統後輸齣信號的形態。 頻率域分析是數字信號處理的核心內容之一。本書將引入傅裏葉變換（Fourier Transform）的強大工具。我們將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）齣發，逐步過渡到離散時間傅裏葉變換（DTFT），並最終引齣在計算機處理中實際應用最為廣泛的離散傅裏葉變換（DFT）。DFT使得我們在有限的數據點上分析信號的頻譜成為可能。本書將詳細介紹DFT的性質，如綫性性、周期性、時移性、頻移性、帕塞瓦爾定理等，這些性質是理解和應用DFT的關鍵。 為瞭高效計算DFT，快速傅裏葉變換（FFT）算法應運而生。FFT算法以其O(N log N)的計算復雜度，極大地提高瞭DFT的計算效率，是現代數字信號處理離不開的基石。本書將詳細介紹幾種常見的FFT算法，如按時間抽選（Decimation-In-Time, DIT）和按頻率抽選（Decimation-In-Frequency, DIF）的FFT算法，並分析其原理與結構，幫助讀者理解其高效的根源。 此外，本書還將介紹Z變換（Z-transform）。Z變換是DTFT的推廣，它能夠將離散時間信號的時域錶達轉換為復頻率域的代數錶達，為LTI係統的穩定性分析、係統函數的錶示以及係統設計提供瞭一個強大的數學工具。我們將討論Z變換的收斂域（Region of Convergence, ROC）概念，以及它與係統穩定性的關係。 第二部分：數字濾波器設計與實現 濾波器是數字信號處理中最常用、最重要的處理單元之一。它們能夠選擇性地允許某些頻率的信號通過，同時衰減或阻止其他頻率的信號，從而達到信號增強、噪聲抑製、特徵提取等目的。本書將係統地介紹濾波器的理論和設計方法。 我們將首先區分無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。IIR濾波器通常具有更低的階數，在相同性能下計算量更小，但其設計和穩定性分析相對復雜。FIR濾波器則具有綫性相位特性（在某些設計下），穩定性易於保證，但通常需要更高的階數。 對於IIR濾波器的設計，本書將重點介紹幾種經典的模擬濾波器原型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和橢圓（Elliptic）濾波器，並介紹如何將這些模擬濾波器通過脈衝響應不變法和雙綫性變換法轉換為數字IIR濾波器。 對於FIR濾波器的設計，本書將介紹幾種常用的設計方法，包括窗函數法和頻率采樣法。窗函數法通過選擇閤適的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）截斷理想濾波器的衝激響應，以實現近似的頻率選擇性。頻率采樣法則直接在頻率域指定濾波器的頻率響應，再通過DFT計算齣其衝激響應。 在濾波器實現方麵，本書將討論直接型、轉置型等幾種常見的差分方程實現結構，並分析它們在計算量、存儲量以及數值穩定性方麵的差異。 第三部分：信號處理中的關鍵技術與應用 除瞭基礎理論和濾波器設計，本書還將深入探討數字信號處理領域中的一些關鍵技術，並結閤實際應用進行闡述。 譜分析是理解信號頻率成分分布的重要手段。除瞭前麵提到的傅裏葉變換，本書還將介紹功率譜密度（PSD）的概念，以及如何估計信號的功率譜。我們將討論周期圖法（Periodogram）、Welch法等譜估計方法，並分析它們的優缺點。 多速率信號處理（Multirate Signal Processing）是數字信號處理的一個重要分支，它研究在不同采樣率之間進行信號轉換的技術。本書將介紹抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的基本原理，以及如何通過濾波器組（Filter Banks）實現高效的多速率信號處理。這些技術在音頻、圖像壓縮以及通信係統中有著廣泛的應用。 自適應信號處理（Adaptive Signal Processing）是處理時變信號或未知係統特性的強大工具。本書將介紹最小均方（LMS）算法和歸一化最小均方（NLMS）算法等經典的自適應濾波算法，並討論它們在噪聲消除、迴聲消除、信道均衡等問題中的應用。 相關與捲積是理解信號之間統計關係的重要概念。本書將深入介紹自相關函數（Autocorrelation Function）和互相關函數（Crosscorrelation Function），並闡述它們在信號檢測、模式識彆、係統辨識等方麵的應用。 應用實例將貫穿全書，幫助讀者將理論知識與實際場景聯係起來。本書將涉及的典型應用領域包括： 通信係統： 數字調製解調、信道編碼與解碼、均衡技術等。 音頻處理： 音頻壓縮（如MP3）、語音識彆、聲源定位、音頻特效處理等。 圖像與視頻處理： 圖像去噪、圖像增強、圖像壓縮（如JPEG）、運動估計等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物信號的分析與處理，醫學影像重構。 雷達與聲納係統： 目標檢測、距離與速度測量。 控製係統： 數字控製器設計、係統辨識。 總結與展望 本書的最後，我們將對數字信號處理的核心概念進行總結，並對該領域未來的發展趨勢進行展望。隨著計算能力的飛速提升和新算法的不斷湧現，數字信號處理的應用場景將更加廣闊。本書旨在為讀者打下堅實的理論基礎，激發對這一迷人領域的進一步探索，使其能夠站在現代信息技術的最前沿，理解和創造更美好的數字世界。 閱讀本書，你將不僅僅是學習一門技術，更是開啓一扇通往數字信號處理無限可能的大門，掌握解讀和駕馭信息洪流的關鍵鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和紙張質量，坦白說，在這個信息爆炸的時代，實體書的體驗感往往是數字閱讀無法替代的。那種墨香和翻頁的觸感，對於需要長時間麵對復雜公式和圖錶的學習者來說，是一種精神上的慰藉。我關注這本書很久瞭，主要是衝著其作者團隊在業內的聲譽去的。我希望這本書能像一位經驗豐富的老工程師在旁邊手把手地指導我。特彆是對於那些初次接觸數字信號處理的讀者，如何將抽象的傅裏葉變換、Z變換等概念具象化，如何理解采樣定理背後的物理意義，這些都是至關重要的。如果書中的例題設計得巧妙，既能鞏固理論，又能激發進一步探索的欲望，那就太棒瞭。我特彆希望它能用一種更貼近實際應用場景的語言來闡述復雜的算法，比如在音頻壓縮、圖像增強或者雷達信號處理中的具體實現思路。如果能在附帶的資源（比如配套的仿真代碼或實驗指導）方麵做得足夠完善，那這本書的價值無疑會再提升一個檔次，真正做到學以緻用，而非僅僅停留在書本的理論層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書拿到手裏，感覺沉甸甸的，光是份量就讓人對裏麵的內容充滿瞭期待。從封麵設計到排版布局，都能感受到齣版方在細節上的用心。這本書的作者團隊陣容相當強大，幾位教授和專傢的名字擺在一起，就足以讓人對其專業性和權威性打上一個大大的定心丸。我個人對信號處理這個領域一直抱有濃厚的興趣，但總覺得市麵上很多教材要麼過於理論化，讓人望而卻步，要麼就是實踐性不足，學完後還是不知道如何應用到實際工程中去。因此，我非常關注這本書是否能在理論深度和工程實用性之間找到一個絕佳的平衡點。我尤其期待看到他們在前沿技術，比如機器學習在信號處理中的融閤應用方麵，是否有獨到的見解和清晰的講解。畢竟，如今的數字信號處理早已經不是孤立的學科，它需要與時俱進，吸收最新的技術成果，纔能真正發揮其價值。翻開前幾頁，那些嚴謹的數學推導和清晰的邏輯結構，讓我對接下來的閱讀旅程充滿瞭信心，希望它能成為我案頭必備的“兵書”，隨時可以翻閱並從中汲取力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度確實讓人有點“望而生畏”，但同時也暗示瞭內容的覆蓋麵之廣和講解之詳盡。對於一本工具書性質的教材來說，內容的全麵性是衡量其長期價值的重要標準。我個人的學習習慣是，會把一本書讀透，並將其作為後續查閱的“字典”。因此，我非常看重它對基本概念的定義是否足夠精確和無歧義。一個好的作者團隊，應該能用最簡潔的語言，描述最復雜的概念。我在翻閱過程中，注意到章節的組織結構似乎考慮到瞭不同層次讀者的需求，某些基礎部分迴顧得比較紮實，而對於進階內容，又留齣瞭足夠的篇幅進行深入探討。我尤其留意到書本在引入新概念時，是否能夠清晰地追溯其曆史淵源或理論推導的脈絡，這樣有助於我們理解“為什麼是這樣”，而不是僅僅停留在“是什麼”。如果能在每章末尾設置一些富有挑戰性、能夠啓發思考的思考題或設計性作業，那就更完美瞭，它能迫使讀者真正動腦筋去消化吸收知識。

評分☆☆☆☆☆

從我一個長期關注技術進步的讀者的角度來看，一本優秀的教材，必須具備“麵嚮未來”的視野。數字信號處理的技術棧正在飛速變化，尤其是在大數據和人工智能的浪潮下，傳統的DSP算法正在被新的計算範式所重塑。因此，這本書如果能在其中融入哪怕是輕微的討論，例如嵌入式DSP的硬件加速、FPGA/GPU在並行信號處理中的應用趨勢，都會讓這本書的價值超越一般的教科書，成為一本具有前瞻性的參考讀物。我注意到作者團隊的背景非常多元化，這或許意味著書中的視角會更加開闊。我期待看到他們如何將看似枯燥的數字濾波器的設計，與現代的軟件定義無綫電（SDR）技術聯係起來。這種跨界的融閤能力，往往是區分一本優秀教材和平庸教材的關鍵所在。總而言之，這本書的呈現方式和作者的學術聲望，讓我對它充滿瞭敬意，並期待它能為我帶來一次深入且富有成效的學習體驗。

評分☆☆☆☆☆

拿到書後，我立刻對比瞭手頭其他幾本經典的信號處理教材。這本書給我的直觀感受是，它似乎在努力搭建一座連接理論殿堂與工程實踐的堅固橋梁。我發現作者們在某些章節的闡述上，似乎采用瞭更為直觀的、自下而上的構建方式，而不是那種純粹的公理化演繹。這對於我這種“視覺型”學習者來說，簡直是福音。我非常好奇作者是如何處理“窗函數設計”這一經典卻又容易讓人感到枯燥的部分的。是僅僅給齣數學公式，還是會結閤頻譜泄漏、主瓣寬度、旁瓣抑製這些工程指標，配以直觀的圖形對比來解釋不同窗函數的優劣？一個好的教材，應該能讓學生在看到圖錶的那一刻，就能心領神會，而不是需要反復閱讀文字纔能勉強理解。此外，對於現代信號處理中日益重要的“自適應濾波”和“譜估計”等高級主題，我期待看到更深入的剖析，特彆是它們在現代通信係統中的實際應用案例，哪怕隻是一個簡短的案例分析，也能極大地拓寬讀者的視野。