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美莱昂斯，张建华 著

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• 数学
• 傅里叶变换
• 滤波
• 第三版

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121243677

商品编码：29713273160

包装：平装

出版时间：2015-05-01

基本信息

书名：数字信号处理(第三版)

定价：99.00元

作者：(美)莱昂斯,张建华

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-05-01

ISBN：9787121243677

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《数字信号处理(信息与通信技术第3版)》全面讨论了数字信号处理的基本概念、原理和应用。全书共13章，主要包括离散序列和系统、离散傅里叶变换及其快速算法、有限和无限脉冲响应滤波器设计基本原理等基本的数字信号处理内容，另外包括数字网络和滤波器、离散希尔伯特变换、抽样率的变换和信号平均、信号数字化及其影响等专业信号处理内容。书中给出了作者多年总结的一些数字信号处理的技巧，包括如何进行复数的快速乘法、实序列的快速傅里叶变换、使用快速傅里叶变换的有限脉冲响应滤波器设计等。附录对数字信号处理涉及的数学知识和术语给出了详细介绍和总结。相比于前版，本书每章都新增了部分内容，并附加习题，便于读者自学。
　　本书可作为高等院校电子、计算机、通信等专业的本科或研究生教材，对于数字信号处理领域的工程技术人员也有很好的参考价值。

目录

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章 离散序列与离散系统
1.1 离散序列及其表示法
1.2 信号振幅、幅度和功率
1.3 信号处理的运算符
1.4 离散线性时不变系统概述
1.5 离散线性系统
1.5.1 线性系统的例子
1.5.2 非线性系统的例子
1.6 时不变系统
1.6.1 时不变系统的例子
1.7 LTI系统的可交换性
1.8 分析LTI系统
参考文献
习题
第2章 周期采样
2.1 混叠：信号的频率模糊性
2.2 低通信号采样
2.3 带通信号采样
2.4 带通采样中的实际问题
2.4.1 带通采样中的频谱反转
2.4.2 将采样频谱定位在fs／4处
2.4.3 带通采样信号的噪声
参考文献
习题
第3章 离散傅里叶变换
3.1 理解DFT等式
3.1.1 DFT例1
3.2 DFT对称性
3.3 DFT线性
3.4 DFT幅度
3.5 DFT频率轴
3.6 DFT移位定理
3.6.1 DFT例2
3.7 IDFT
3.8 DFT泄漏
3.9 窗口
3.10 DFT扇形损失
3.11 DFT分辨率、零样值填充和频域采样
3.12 DFT处理增益
3.12.1 单一DFT处理增益
3.12.2 平均多DFT带来的集成增益
3.13 矩形函数的DFT
3.13.1 一般矩形函数的DFT
3.13.2 对称矩形函数的DFT
3.13.3 全l矩形函数的DFT
3.13.4 与DFT相关的时间轴和频率轴
3.13.5 全1矩形函数DFT的另一种形式
3.14 使用离散时间傅里叶变换说明DFT
参考文献
习题
第4章 快速傅里叶变换
4.1 FFT与DFT的关系
4.2 FFT在实际应用中要注意的要点
4.2.1 采样时间和采样率
4.2.2 在频域变换前对时域信号进行处理
4.2.3 FFT结果的增强
4.2.4 FFT的结果分析
4.3 基2 FFT算法的起源
4.4 FFT输入输出数据的二进制反转
4.5 基2 FFT蝶形结构
4.6 备用的单一蝶形结构
参考文献
习题
参考文献
第5章 有限脉冲响应滤波器
5.1 FIR滤波器的介绍
5.2 FIR滤波器中的卷积
5.3 FIR低通滤波器的设计
5.3.1 加窗法
5.3.2 FIR滤波器设计中常用到的窗函数
5.4 FIR带通滤波器的设计
5.5 FIR高通滤波器的设计
5.6 优滤波器设计法
5.7 FIR 半带滤波器
5.8 FIR 滤波器的相频响应
5.9 离散卷积
5.9.1 时域离散卷积
……
第6章 无限脉冲响应滤波器
第7章 常用的数字网络和滤波器
第8章 正交信号
第9章 离散希尔伯特变换
0章 采样率转换
1章 信号平均
2章 数字数据格式及其影响
3章 数字信号处理技巧
附录A 复数的运算
附录B 几何级数的闭式
附录C 时间反转和DFT
附录D 均值、方差和标准差
附录E 分贝（dB和dBm）
附录F 数字滤波器的术语
附录G 频域采样滤波器的一些方程的推导
附录H 频域采样滤波器的设计系数表
附录I 计算切比雪夫窗序列
中英文术语对照表

作者介绍

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Richard G. Lyons,系统咨询工程师，Besser Associates（Mountain View, California）讲师，曾在National Security Agency（NSA）和Northrop Grumman Corp（NGC）的多个信号处理系统项目中担任首席硬件工程师。他还在加州大学圣克鲁兹分校讲授过数字信号处理课程，并撰写了多篇数字信号处理方面的经典文章。他作为IEEE Signal Processing Magazine的副主编，创建并负责此杂志的DSP Tips ＆ Tricks专栏，并为此专栏的发展做出了巨大贡献。

文摘

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序言

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《信号的奥秘：从理论到实践的探索之旅》 在这信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据和信号所包围。从我们手机中流畅播放的音乐、视频，到医学影像设备捕捉到的生命迹象，再到遥感卫星传回的地球变迁，无一不依赖于对信号的深入理解和精妙处理。而《信号的奥秘：从理论到实践的探索之旅》正是这样一本旨在揭示信号本质、掌握信号处理核心技术，并引导读者穿越信号世界的广阔图景的著作。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一次引人入胜的探索之旅。我们从最基础的信号概念出发，逐步深入到信号分析、变换、滤波以及系统建模等关键领域。全书力求用清晰易懂的语言，配合丰富的图示和实例，将抽象的数学概念具体化，让每一个读者都能从中领略信号处理的魅力。 第一部分：信号的语言——理解信号的本质 旅程的起点，我们首先要学习信号的“语言”。什么是信号？它又是如何被描述和量化的？我们将从信号的定义出发，探讨不同类型的信号，例如连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。理解这些基本分类，是后续深入学习的基础。 接下来，我们将引入描述信号形状和特性的数学工具。傅里叶级数和傅里叶变换将是本部分的重头戏。我们不会仅仅停留在公式的推导，而是会深入理解傅里叶变换的物理意义——如何将一个复杂的时域信号分解成一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加。这就像是将一首交响乐分解成单独的各个乐器的声音。我们还会探讨傅里叶变换在时域和频域之间的桥梁作用，以及它在信号分析中的广泛应用，例如频谱分析、信号去噪等。 除了傅里叶变换，拉普拉斯变换和Z变换也是描述系统行为和分析离散时间信号的重要工具。我们将阐述这些变换的适用场景、性质以及它们如何帮助我们更有效地分析和设计信号处理系统。 第二部分：信号的加工——滤波与变换的艺术 信号在传输过程中常常伴随着噪声，或者需要提取其特定成分。这就需要我们掌握信号的“加工”技术，而滤波和变换正是其中最为核心的艺术。 本部分将带领读者走进数字滤波器设计的世界。我们将首先介绍滤波器的基本概念：低通、高通、带通和带阻滤波器，以及它们在实际中的应用，例如音频信号的均衡器、图像的模糊和锐化等。随后，我们将深入探讨有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器这两种主流的数字滤波器设计方法。我们将详细讲解它们的原理、设计流程以及各自的优缺点，并提供具体的实例演示如何根据不同的应用需求选择和设计合适的滤波器。 除了滤波，我们还会探讨其他重要的信号变换。离散傅里叶变换（DFT）是傅里叶变换在离散信号上的应用，而快速傅里叶变换（FFT）则是DFT的高效算法，它极大地加速了傅里叶分析在数字信号处理中的应用。我们将讲解FFT的原理和重要性，以及它在音频、图像、通信等领域的广泛应用。 此外，小波变换也将作为本部分的一个亮点。相比于傅里叶变换只能提供频率信息，小波变换能够同时提供时间和频率信息，因此在处理非平稳信号、边缘检测、特征提取等方面具有独特的优势。我们将介绍小波变换的基本概念，以及它在多分辨率分析中的应用。 第三部分：信号的系统——理解与设计信号处理系统 信号处理的最终目的是为了构建和分析能够对信号进行特定操作的系统。本部分将聚焦于信号处理系统的理论和设计。 我们将从线性时不变（LTI）系统的概念出发，深入理解系统的冲激响应、卷积等核心概念。通过分析系统的频率响应，我们可以了解系统对不同频率信号的处理特性。我们将探讨如何利用LTI系统的数学模型来描述和预测系统的行为。 随后，我们将进入离散时间系统分析的领域。我们将介绍差分方程在描述离散时间系统中的作用，并讲解系统函数（传递函数）的概念。利用系统函数，我们可以直观地分析系统的稳定性和频率特性，以及进行系统的级联和反馈等操作。 本部分还将讨论系统实现方面的问题。我们将介绍数字滤波器的各种实现结构，例如直接型、级联型和并转置型等，并分析它们在计算复杂度、数值稳定性等方面的差异。 第四部分：信号的应用——从理论到现实的实践 理论的学习最终要落脚于实践。《信号的奥秘》将通过大量的实际应用案例，展现信号处理技术在各个领域的强大威力。 我们将探讨数字通信系统中信号的调制与解调技术，例如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更先进的数字调制方式。理解这些技术，能够帮助我们理解无线通信、卫星通信等是如何实现的。 在图像处理领域，我们将看到信号处理技术是如何被应用于图像增强、去噪、边缘检测、图像压缩等方面的。例如，锐化算法是如何通过提升高频分量来使图像细节更清晰，而JPEG压缩是如何利用离散余弦变换（DCT）来去除图像冗余信息的。 音频信号处理也是信号处理技术的重要应用领域。我们将探讨音频信号的采样、量化、编码，以及音频压缩技术（如MP3）的原理。此外，回声消除、混响合成等音频特效的实现，也离不开精妙的信号处理算法。 本书还会涉足生物医学信号处理、雷达信号处理、地震信号分析等多个交叉学科领域，展示信号处理技术如何为科学研究和技术创新提供强大的支撑。 结语：拥抱信号的世界，开启无限可能 《信号的奥秘：从理论到实践的探索之旅》旨在为你提供一套坚实的信号处理理论基础，并为你打开一扇通往广阔应用领域的大门。无论是对通信工程、电子工程、计算机科学，还是对生物医学工程、机械工程等相关领域的学生和研究人员，本书都将是你不可多得的学习伴侣。 通过学习本书，你将能够： 深刻理解信号的数学描述和物理意义。 掌握分析和处理各类信号的核心工具和方法。 学会设计和分析各种信号处理系统。 洞察信号处理技术在现实世界中的广泛应用。 培养解决实际问题、进行创新设计的思维能力。 数字世界正在以前所未有的速度发展，信号处理技术作为其底层支撑，其重要性也日益凸显。本书的编写，正是希望能够帮助读者更好地理解这个数字世界，掌握驾驭信号的能力，从而在未来的科技浪潮中，开启属于自己的无限可能。我们相信，通过这本书的学习，你将不再是信号的旁观者，而是能够真正地理解、驾驭并创造属于你自己的“信号的奥秘”。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么地方让我感到需要额外努力的，那大概是书中大量的习题部分。这些习题的难度梯度设置得非常合理，从基础概念的巩固，到中等难度的综合应用，再到最后几章那些真正考验思维深度的挑战题，构成了一个完整的学习闭环。我个人习惯于看完一个章节后，立即尝试做配套的习题来检验理解程度。很多时候，我发现自己虽然看懂了书本上的推导，但在实际应用这些公式时还是会卡住，但这正是这本书的价值所在——它强迫你真正去“动笔”和“动脑”。通过反复演算和对照答案（尽管我尽量少看答案），那些原本模糊的概念点，最终都通过亲手计算的过程，深深地烙印在了我的记忆里。这种“教中学，学中练”的模式，比单纯的听课或阅读要有效得多，它培养的是一种解决问题的肌肉记忆。

评分☆☆☆☆☆

我最近在准备一个关于现代通信系统的项目，急需一本能够系统梳理基础理论并适度延伸到实际应用的参考书。这本书的内容深度恰到好处地卡在了理论的“坚实基础”和工程的“实用性”之间。它没有像一些纯理论书籍那样，把所有推导都塞得密不透风，而是巧妙地在关键环节插入了直观的解释和物理意义的阐述。例如，在讲解采样定理时，它不仅仅停留在公式层面，还结合了时域和频域的图形变换，让我对“混叠”现象的理解瞬间清晰起来。这种注重“知其所以然”的讲解方式，对于我这种需要将理论快速转化为实践的工程师来说，是极其宝贵的。书中的例题设计也非常贴合实际应用场景，不像有些教材的例子过于理想化，这里的每一步计算都仿佛在模拟真实世界中会遇到的信号处理难题，让人在解题过程中不断磨练解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常经典，封面采用了一种沉稳的深蓝色调，搭配清晰的白色字体，给人一种专业且耐读的感觉。我特别喜欢它在细节处理上的用心，比如纸张的质量，摸起来有一种恰到好处的厚实感，翻阅起来手感极佳，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。排版布局也相当讲究，字体大小和行间距都经过了精心的设计，使得大段的公式和文字阅读起来非常流畅，没有丝毫的拥挤感。虽然内容本身可能对初学者来说有些挑战性，但版式的清晰和逻辑的严谨，无疑为深入理解复杂概念提供了极大的便利。特别是那些复杂的数学推导过程，通过清晰的分段和恰当的留白，使得原本枯燥的公式也变得更容易被视觉捕捉和理解。这本教材的物理形态本身就是一种对知识的尊重，让人愿意把它摆在书架上，时不时地拿出来翻阅和学习。它不仅仅是一本工具书，更像是一件精心制作的工艺品，体现了出版方在学术著作制作上的高标准和对读者的体贴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格可以说是“克制而有力”。它很少使用花哨的修辞或过分口语化的表达，而是保持了一种严谨、客观的学术论述腔调。然而，这种克制绝不等于晦涩难懂。作者似乎深谙如何用最精炼的文字去描述最复杂的数学概念。我印象最深的是对Z变换和傅里叶变换联系的阐述，寥寥数语便将两者在离散系统分析中的核心地位和适用范围勾勒得淋漓尽致，没有丝毫拖泥带水。这种精准的用词，使得学习效率大大提高，你几乎不需要去猜测作者的真实意图。对于那些已经有一定信号处理基础，但希望系统化梳理知识脉络的读者，这种高效的沟通方式是最好的伴侣。它要求读者投入注意力，但回报却是知识体系的快速构建和巩固，让人感觉每读一页都是在有效吸收信息，没有丝毫浪费时间。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织结构体现了极强的逻辑性和层次感。它并非简单地罗列知识点，而是一条清晰的学习路径图。从最基础的连续时间信号和系统的时域分析开始，逐步引入了采样理论，然后无缝过渡到Z变换和离散时间系统的分析，最终将傅里叶分析和滤波器的设计等高级主题作为收官。这种循序渐进的编排，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。读者可以清晰地看到，前一章的知识点是如何自然地成为后一章展开的基础。特别是在讨论滤波器设计时，它巧妙地回顾了前面介绍的各种变换工具，将它们有机地结合起来，形成了一个完整的工程设计流程。这种全局观的培养，对于培养一个合格的信号处理工程师至关重要，让人在学习过程中始终保持对“大局”的把握，而不是迷失在琐碎的数学细节之中。