正版现货 时频分析与小波变换(第2版) 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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唐向宏，李齐良 著

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• 时频分析
• 小波变换
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• 数学物理
• 科学出版社
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出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030475428

商品编码：29714589022

包装：平装

出版时间：2018-04-01

图书基本信息
图书名称	时频分析与小波变换(第2版)
作者	唐向宏,李齐良
定价	150.00元
出版社	科学出版社有限责任公司
ISBN	9787030475428
出版日期	2018-04-01
字数
页码	396
版次	31
装帧	平装
开本
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书全面系统地介绍了时频分析的基本理论、基本方法及应用。全书共10章，内容包括时频分析基础、短时傅里叶变换与Gabor展开、维格纳-威尔分布、小波变换与时频分析、离散小波变换与多分辨分析、尺度函数与小波的构造方法、小波包变换、二维小波变换、多带小波变换、多小波变换等内容。

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

信号的奥秘：穿越时空的深度解析 我们生活在一个被信号环绕的世界，从微小的电子脉冲到浩瀚的宇宙波纹，它们无处不在，承载着丰富的信息。理解这些信号，洞悉它们在时间维度上的演变，揭示它们在不同频率上的构成，是现代科学技术发展的基石。而对信号进行深入的探索，不仅需要强大的理论支撑，更离不开一套精密而灵活的分析工具。 在信号处理的宏大领域中，有两个核心的概念至关重要：时间和频率。时间，是万物流转的尺度，记录着信号的发生、发展与消逝；频率，则是信号内在的振动特性，描绘了信号的周期性规律和能量分布。然而，一个信号往往同时展现出时间和频率的特性，将这两者割裂开来分析，往往会丢失大量的关键信息。比如，一个短暂的突发信号，它在时间上是稀疏的，但在频率上可能包含非常丰富的内容。反之，一个持续存在的周期性信号，它的频率成分相对单一，但在时间上的变化则显得缓慢而稳定。如何同时捕捉和理解信号在时间和频率上的信息，成为了研究人员面临的一大挑战。 传统的信号分析方法，如傅里叶变换，在分析稳态信号方面表现出色。傅里叶变换能够将一个信号分解成一系列不同频率的正弦和余弦波的叠加，从而揭示出信号的频率成分。然而，傅里叶变换有一个固有的局限性，即它只能提供信号在整个时间段内的平均频率信息，而无法告诉你这些频率成分在具体哪个时间点出现或消失。对于非平稳信号，即信号的统计特性（如频率或幅度）会随时间变化的信号，傅里叶变换的这种“全局视角”就显得力不从心了。例如，音乐中的一个音符，它有特定的音高（频率），但它的出现是有时限的，会与其他音符交织在一起。用纯粹的傅里叶变换来分析一段音乐，我们只能得到这段音乐包含的所有音符的集合，却无法得知这些音符是如何按照时间顺序演奏出来的。 正是为了克服这些局限，时频分析应运而生。时频分析旨在提供一种全新的视角，能够同时刻画信号在时间和频率两个维度上的信息。它不再仅仅是“信号包含哪些频率”，而是要回答“在什么时候，信号表现出什么样的频率特性”。时频分析提供了一种“局部”的视角，可以让我们看到信号的瞬时频率变化，观察到信号的频率成分如何随时间演进。这就像是用显微镜观察一个动态的过程，我们不仅能看到构成它的基本元素，还能清晰地追踪它们在时间和空间上的动态变化。 时频分析的出现，极大地推动了许多学科的发展。在语音信号处理中，我们可以通过时频分析来理解语音的形成机制，识别不同的音素，甚至检测语音中的情感变化。在地震信号分析中，我们可以利用时频分析来区分不同类型的地震波，定位震源，从而更好地预测和监测地震。在生物医学信号处理中，心电图、脑电图等信号的复杂变化，都可以通过时频分析来揭示潜在的生理或病理信息。在通信领域，时频分析是调制解调、频谱监测等关键技术的理论基础。 然而，时频分析的实现并非易事。如何选择合适的时间窗口和频率窗口，如何平衡时间和频率分辨率，如何在不同的应用场景下选择最有效的时频分析方法，都是需要深入研究的问题。不同的时频分析技术，如短时傅里叶变换（STFT）、Wigner-Ville分布、Cohen类分布等，各有其优缺点，适用于不同的分析需求。短时傅里叶变换通过将信号分割成短小的片段，并对每个片段进行傅里叶变换，从而获得一定的时间-频率局部信息。然而，它面临着时间和频率分辨率之间不可避免的权衡：时间窗口太窄，频率分辨率会降低；时间窗口太宽，时间分辨率又会受到影响。Wigner-Ville分布在理论上具有很高的时频分辨率，但它存在交叉项干扰，使得非线性信号的时频表示变得复杂。 在追求更精细、更高效的时频分析方法的道路上，一项革命性的数学工具——小波变换，为我们打开了新的大门。小波变换与傅里叶变换的核心区别在于，它使用的基函数不再是无限延伸的正弦和余弦波，而是具有局部特性的“小波”。这些小波像一个个“小小的波”，它们在时间和频率上都有一定的“宽度”，并且可以伸缩和移动。通过对原始信号进行不同尺度（相当于频率）和不同位置（相当于时间）的“匹配”和“投影”，小波变换能够有效地捕捉信号在不同尺度下的局部特征。 小波变换的精髓在于其多分辨率分析的能力。它就像一把能够自动调节“放大倍数”的显微镜。在分析信号的整体趋势时，我们可以使用“粗糙”的小波（大尺度），这相当于一个较低的频率分辨率和较高的频率分辨率。当我们需要关注信号中的细微变化或瞬时特征时，可以使用“精细”的小波（小尺度），这对应着较高的频率分辨率和较低的时间分辨率。这种灵活性使得小波变换在处理非平稳信号方面表现出卓越的能力，能够同时捕捉信号的低频整体信息和高频细节信息，并且在时间和频率上都能获得相对均衡的表示。 小波变换的应用领域极其广泛，几乎渗透到所有需要信号分析的学科。在图像处理中，小波变换被用于图像压缩、去噪、边缘检测和特征提取，能够有效地保留图像的重要细节，同时去除噪声。在医学影像分析中，它可以帮助医生更清晰地分辨病灶，提高诊断的准确性。在金融时间序列分析中，小波变换可以揭示股票价格、汇率等金融信号在不同时间尺度上的波动规律，为投资决策提供支持。在地球物理勘探中，小波变换能够帮助分析地下地层结构，提高勘探效率。在机械故障诊断中，小波变换可以从振动信号中提取出指示设备故障的特征，实现早期预警。 小波变换的理论体系庞大而精深，从连续小波变换到离散小波变换，再到各种类型的小波（如Haar小波、Daubechies小波、Morlet小波等），每一种都有其独特的数学性质和适用场景。理解并掌握小波变换的原理、算法和应用，需要系统的学习和实践。 而要真正深入理解时频分析与小波变换的精髓，不仅需要掌握其理论基础，更需要了解其具体的实现方法和实际应用案例。这涉及到如何选择合适的小波基函数，如何设计多分辨率分析框架，如何利用小波变换进行信号的去噪、压缩、特征提取以及模式识别等。同时，也需要了解不同类型的时频分析方法，如短时傅里叶变换、小波变换在不同场景下的适用性，以及它们之间的联系与区别。 本书旨在为您提供一个全面而深入的导引，带领您探索时频分析的广阔天地，掌握小波变换这一强大的分析工具。我们将从基础的概念出发，逐步深入到核心的理论，并结合丰富的实例，展示时频分析与小波变换在各个领域的强大应用。通过学习，您将能够更深刻地理解信号的本质，掌握分析复杂信号的利器，从而在您的研究和实践中取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸张质量确实让人眼前一亮，拿到手里就感觉沉甸甸的，很扎实。封面设计简洁大气，书名排版清晰，给人一种专业而可靠的感觉。我尤其欣赏出版社在细节上的用心，内页的印刷清晰度非常高，字迹锐利，没有出现任何模糊或者油墨不匀的情况，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。尤其是那些涉及复杂数学公式和图形的部分，图文并茂的处理得非常到位，即便是初次接触这些概念的读者，也能通过清晰的图例大致理解其原理。这不仅仅是一本教材，更像是一件值得收藏的工具书，体现了科学出版社一贯的高水准制作工艺。对于需要经常翻阅和查阅的专业人士来说，这种高质量的实体书版本，远比电子版更具实用性和可信赖感。从外在来看，它已经为接下来的深度学习做好了充分的物质准备。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间，沉浸在这本大部头的理论探索之中。这本书的叙事结构安排得极其精妙，它没有急于抛出最深奥的公式，而是采取了一种由浅入深、循序渐进的引导方式。初期的章节像是为读者铺设了一条坚实的地基，用通俗易懂的语言解释了基础信号处理的基本假设和局限性，这为理解后续更高级的变换技术扫清了许多概念上的障碍。作者的笔触极为细腻，对于一些关键的数学推导，他们会耐心地给出每一步的逻辑连接，而不是简单地堆砌公式，这极大地增强了阅读的流畅性。我感觉自己不是在“啃”一本厚厚的专业书，而是在跟随一位经验丰富的导师进行一次系统而耐心的思维漫步，每走一步都能清晰地看到前方的风景，这种学习体验是无与伦比的。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到震撼的，是它对于实际应用案例的覆盖广度与深度兼顾。很多理论书籍往往停留在数学推导层面，让读者在学完后仍感觉“纸上谈兵”。然而，这本书在讲解完小波分析的基本框架后，立刻引入了多尺度的信号去噪、特征提取以及图像压缩等多个工程实例。这些案例不仅详细描述了如何选择合适的基函数和分解层数，还展示了不同参数设置对最终结果带来的实际影响，这种“理论指导实践，实践反哺理论”的闭环设计，极大地提升了知识的可迁移性。对于我们这些需要将学术研究成果转化为实际解决方案的人员来说，这种实战导向的编写风格，无疑是最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献和附录部分，堪称是一份精炼的专业知识地图。我注意到作者引用了大量近二十年来的前沿研究成果，这保证了书中所述理论的先进性和时效性。更实用的是，附录部分对一些复杂的概念进行了补充说明，比如特定小波族的构造原理和正交性证明的细节，这些内容虽然在正文略过以保持流畅性，但对于想深挖技术根源的研究生或工程师来说，提供了极佳的深造路径。我个人就是对照着附录中的建议，去查找了几篇核心论文进行阅读，极大地拓宽了我的研究视野。这本书的价值并不仅限于其本身的内容，更在于它为读者搭建了一个通往更广阔专业领域的知识阶梯。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我发现作者对于概念的辨析极其严谨，尤其是在区分几种相近但又不尽相同的分析方法时，处理得极为精准到位。例如，在讨论傅里叶变换、短时傅里叶变换（STFT）以及小波变换（WT）的优劣势对比时，作者并没有简单地给出“谁比谁好”的结论，而是深入剖析了它们在时间分辨率与频率分辨率之间的固有矛盾——即海森堡不确定性原理的体现。他们通过精确的数学描述和直观的对比图，阐明了为什么小波变换能够突破STFT在时间和频率局部化上的瓶颈，这种深入肌理的比较，帮助我彻底厘清了这些工具各自适用的场景和局限性，消除了以往学习中存在的模糊地带。