数字信号处理——理论与应用(第2版) 9787564129026 东南大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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傅一彪，孙兵著 著

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出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564129026

商品编码：29424030159

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：数字信号处理——理论与应用(第2版)

定价：32.00元

作者：傅一彪,孙兵著

出版社：东南大学出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787564129026

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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随着半导体集成电路和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论和技术已经应用到社会的各个方面，成为整个数字化技术的基础，“数字信号处理”也成为电子信息、通信、自动控制、机电、生物医学工程等本科专业的必修课程。如何针对本科专业特点，深入浅出地介绍数字信号处理基础理论，透彻地分析其中的物理概念，做到理论联系实际是非常具有挑战性的。俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。

内容提要

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俞一彪、孙兵编著的《数字信号处理——理论与应用(第2版)》系统地介绍了数字信号处理的基础理论、基本算法和基本应用。内容包括：离散时间信号与系统，傅立叶变换与频谱分析，离散傅立叶变换与快速算法，无限脉冲响应数字滤波器设计，有限脉冲响应数字滤波器设计，多采样率信号处理与小波变换，离散*信号处理。
书中注重物理概念的透彻分析与介绍，强调理论与实际应用的结合。
考虑到频谱分析在实际应用中的重要性，单独设置一章对频谱的概念和频谱分析的意义进行了详细的介绍。另外，还增加了短时傅立叶变换、多采样率信号处理、小渡变换以及离散*信号处理方面的新内容。通过大量例子说明了各种线性相位有限脉冲响应数字滤波器的设计方法以及信号处理的应用。书中配有丰富的例题和习题，主要章节配有实验指导书。
《数字信号处理——理论与应用(第2版)》可作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动控制、生物医学工程等本科专业的教材，也可供研究生及从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。

目录

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绪论1 离散时间信号与系统 1.1 连续时间信号的采样与量化 1.1.1 连续信号的采样 1.1.2 采样前后频谱的变化 1.1.3 量化 1.1.4 从采样信号恢复连续信号 1.2 离散时间信号——序列 1.2.1 典型的序列 1.2.2 周期序列 1.2.3 序列的运算 1.2.4 线性卷积 1.2.5 芋列的分解 1.2.6 序列的能量 1.2.7 多维序列 1.3 离散时间系统 1.3.1 离散时间系统的类型 1.3.2 离散时间系统的描述 1.4 Z变换 1.4.1 Z变换的定义及其收敛域 1.4.2 典型序列的Z变换 1.4.3 逆Z变换 1.4.4 Z变换的性质 1.4.5 Z变换与拉普拉斯变换的关系 1.5 离散时间系统的Z变换分析法 1.5.1 系统函数 1.5.2 逆系统 1.5.3 因果稳定系统的Z变换分析 1.5.4 离散时间系统的信号流图描述 1.6 本章小结 习题 实验 离散时间信号与系统分析2 傅立叶变换与频谱分析 2.1 离散信号的傅立叶变换 2.1.1 离散信号傅立叶变换的定义 2.1.2 离散信号的傅立叶反变换 2.1.3 离散信号的傅立叶变换与Z变换的关系 2.2 离散信号傅立叶变换的特点 2.2.1 对称特征 2.2.2 周期特征 2.2.3 线性特征 2.2.4 卷积特性 2.2.5 帕斯维尔定理 2.3 线性移不变系统的频率响应 2.4 系统函数零极点与频率响应的关系 2.5 离散信号频谱与模拟信号频谱之间的关系 2.5.1 模拟信号的傅立叶变换 2.5.2 离散时间傅立叶变换的导出 2.5.3 DTFT与FT的关系 2.6 频谱分析及应用 2.6.1 信号频谱的基本特征 2.6.2 系统频谱的基本特性 2.6.3 信号调制与解调 2.6.4 语音合成 2.6.5 图像增强 2.7 短时傅立叶变换分析 2.7.1 短时傅立叶变换的定义 2.7.2 短时傅立叶变换的特性 2.7.3 短时频谱的一种表示 2.8 本章小结 习题 实验 离散信号频谱分析与应用3 离散傅立叶变换与快速算法 3.1 周期信号的离散傅立叶级数表示 3.1.1 离散傅立叶级数 3.1.2 周期卷积 3.2 离散傅立叶变换 3.2.1 离散傅立叶变换的定义 3.2.2 离散傅立叶反变换 3.3 离散傅立叶变换的特性 3.3.1 有限长特性与频域采样定理 3.3.2 循环卷积特性 3.4 频率分辨率与时间分辨率 3.4.1 频率分辨率 3.4.2 时间分辨率 3.4.3 频率分辨率与时间分辨率的关系与协调 3.5 快速傅立叶变换 3.5.1 基于时选的快速傅立叶变换 3.5.2 基于频选的快速傅立叶变换 3.5.3 同址计算问题 3.5.4 离散傅立叶反变换的快速计算 3.6 离散傅立叶变换的应用 3.6.1 信号去噪 3.6.2 语音识别 3.6.3 图像纹理处理 3.6.4 利用FFT计算线性卷积 3.7 本章小结 习题 实验 基于DFT的信号识别系统4 无限脉冲响应数字滤波器设计 4.1 数字滤波器的性能指标 4.2 IIR数字滤波器的结构 4.2.1 直接Ⅰ型 4.2.2 直接Ⅱ型 4.2.3 级联型 4.2.4 并联型 4.2.5 全通滤波器 4.3 IIR滤波器的特性 4.3.1 巴特沃兹滤波器 4.3.2 切比雪夫滤波器 4.3.3 椭圆滤波器 4.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换 4.4.1 脉冲响应不变法 4.4.2 双线性变换法 4.5 IIR滤波器设计的频率变换方法 4.5.1 模拟低通滤波器到各种数字滤波器的变换 4.5.2 数字低通滤波器到其他滤波器的变换 4.6 IIR滤波器实现与系数量化效应 4.6.1 IIR滤波器的实现 4.6.2 系数量化效应 4.7 IIR滤波器应用 4.7.1 彩超系统中的壁滤波器 4.7.2 DTMF双音频信号的合成 4.8 本章小结 习题 实验 IIR滤波器的设计5 有限脉冲响应数字滤波器设计 5.1 FIR数字滤波器的特点 5.1.1 基本特点 5.1.2 线性相位特点 5.1.3 线性相位FIR滤波器的实现条件 5.2 窗函数设计法 5.2.1 窗函数设计法原理 5.2.2 理想低通滤波器 5.2.3 矩形窗的设计特性 5.2.4 汉宁窗的设计特性 5.2.5 哈明窗的设计特性 5.2.6 布莱克曼窗的设计特性 5.2.7 凯泽窗的设计特性 5.2.8 窗函数设计法的进一步分析 5.3 利用凯泽窗设计FIR滤波器 5.3.1 低通滤波器设计 5.3.2 带通滤波器设计 5.3.3 高通滤波器设计 5.3.4 带阻滤波器设计 5.4 频率取样设计法 5.4.1 频率取样设计法原理 5.4.2 设计实例分析 5.5 等波纹逼近优化设计方法 5.5.1 小均方误差优化设计 5.5.2 等波纹逼近优化设计 5.6 系数量化效应与溢出控制 5.6.1 系数量化效应 5.6.2 溢出控制 5.7 FIR滤波器应用 5.7.1 信号去噪 5.7.2 信号的高频提升 5.7.3 图像去噪 5.8 本章小结 习题 实验 FIR滤波器设计与实现6 多采样率信号处理与小波变换 6.1 多采样率信号处理 6.1.1 序列的抽取与插值 6.1.2 序列的采样率降低处理 6.1.3 序列的采样率提升处理 6.2 多采样率处理的应用 6.2.1 带通信号的降采样处理 6.2.2 正交镜像滤波器组设计 6.2.3 树结构正交镜像滤波器组设计 6.2.4 倍频程分隔滤波器组设计 6.2.5 子带数据压缩编码 6.3 小波变换 6.3.1 连续小波变换 6.3.2 小波变换的时频特性 6.3.3 二进小波变换 6.3.4 多分辨率分析 6.3.5 Mallat算法 6.4 小波变换应用 6.4.1 离散小波变换的计算 6.4.2 信号去噪处理 6.4.3 图像数据压缩 6.4.4 语音信号基音检测 6.5 本章小结 习题7 离散信号处理 7.1 变量和过程 7.2 平稳信号 7.3 信号的A／D转换噪声和过采样处理 7.4 信号功率谱 7.5 线性系统对信号的响应 7.5.1 均值 7.5.2 自相关函数及功率谱 7.5.3 互相关函数和互功率谱密度 7.6 功率谱估计 7.6.1 谱估计方法种类 7.6.2 自相关函数的估计 7.6.3 互相关函数的估计 7.6.4 传统功率谱估计 7.6.5 模型谱估计 7.6.6 AR谱估计 7.6.7 大熵谱估计 7.6.8 Burg谱估计法 7.6.9 阶数的确定 7.7 维纳滤波与卡尔曼滤波 7.8 本章小结 习题附录 专业术语英汉对照参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《电子信息工程专业核心课程系列：信号系统分析与处理》 图书简介 在信息爆炸的时代，对海量数据的有效获取、分析、传输和处理已成为现代科技发展的关键驱动力。从通信网络到人工智能，从医疗影像到自动驾驶，数字信号处理（DSP）技术无处不在，深刻地影响着我们的生活和生产方式。本书聚焦于电子信息工程专业的核心课程——信号系统分析与处理，旨在为读者构建坚实的理论基础，并提供丰富的实际应用指导。 本书共分为五个部分，循序渐进地引导读者深入理解信号和系统的本质，掌握分析和处理数字信号的核心工具和方法。 第一部分：连续时间信号与系统 本部分为后续章节的展开奠定基础，首先介绍了信号的基本概念和分类，包括连续时间信号与离散时间信号，能量信号与功率信号，周期信号与非周期信号，偶信号与奇信号等。通过对基本信号（如冲激信号、阶跃信号、指数信号、正弦信号）的深入剖析，帮助读者建立对信号性质的直观认识。 接着，本书着重介绍了系统的基本概念和分类，包括线性系统、时不变系统、因果系统和稳定系统。这些性质是理解和分析系统行为的关键，它们共同构成了系统分析的理论框架。 连续时间系统的基本分析方法——卷积，是本部分的重中之重。详细阐述了卷积的定义、性质及其在系统分析中的应用，并通过大量的实例展示了如何通过卷积运算来求解线性时不变系统的零输入响应和零状态响应。这为理解系统的动态行为提供了有力的工具。 傅里叶级数和傅里叶变换是分析周期信号和非周期信号频域特性的核心工具。本书系统地介绍了傅里叶级数（指数形式和三角形式）在表示周期信号频谱中的作用，以及傅里叶变换如何将非周期信号的频谱映射到连续的频率轴上。通过傅里叶变换，读者能够深刻理解信号的频率组成，为后续的滤波和调制等应用奠定基础。 拉普拉斯变换作为傅里叶变换的推广，能够处理更广泛的信号和系统，特别是在分析不稳定系统和求解高阶微分方程方面具有显著优势。本书详细介绍了拉普拉斯变换的定义、性质、收敛域的概念，以及利用拉普拉斯变换分析连续时间系统的频率响应和瞬态响应。 第二部分：离散时间信号与系统 本部分将理论框架拓展到离散时间领域，这是数字信号处理的直接基础。首先，介绍了离散时间信号的定义和分类，与连续时间信号的定义相呼应，包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等。 同样，离散时间系统的基本性质——线性、时不变、因果性和稳定性，被详细阐述。这些性质的理解有助于读者在离散域内对系统进行精确建模和分析。 离散时间系统的核心分析方法——脉冲响应（或称单位样本响应）和卷积和，是本部分的重点。本书详细讲解了如何利用脉冲响应和卷积和来求解线性时不变离散时间系统的输出。这与连续时间系统的卷积运算相对应，但运算方式更为简洁，为数字计算提供了理论基础。 Z变换是离散时间信号和系统的频率域分析工具，类似于拉普拉斯变换在连续时间系统中的作用。本书深入阐述了Z变换的定义、性质、收敛域（ROC）的概念，并强调了Z变换在分析离散时间系统频率响应、系统稳定性以及求解差分方程中的关键作用。通过Z变换，可以方便地分析系统的极点和零点，进而理解系统的动态特性。 第三部分：傅里叶变换与滤波器设计 本部分专注于信号的频域分析以及如何利用滤波器来改变信号的频谱特性。在充分理解傅里叶变换的基础上，本书详细介绍了离散傅里叶变换（DFT）及其性质。DFT是将连续频谱的傅里叶变换离散化，使其能够被计算机处理的关键步骤。 快速傅里叶变换（FFT）作为DFT的高效计算算法，极大地提高了信号频谱分析的效率，使得实时信号处理成为可能。本书介绍了FFT的基本原理，并说明了其在实际应用中的重要性。 滤波器是数字信号处理中最基本也是最重要的组成部分之一，用于选择性地通过或阻止特定频率范围的信号。本书系统地介绍了滤波器的基本概念、分类（如低通、高通、带通、带阻滤波器），以及设计和实现滤波器的方法。 重点介绍了两类重要的数字滤波器：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。本书详细讲解了这两类滤波器的结构、设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔逼近法等），以及它们的优缺点和适用场景。通过实例演示，读者能够掌握如何根据特定的滤波要求设计出性能优良的数字滤波器。 第四部分：现代信号处理技术 本部分将视角转向更现代、更复杂的信号处理技术。首先，介绍了随机信号与随机过程的基本概念，包括概率密度函数、均值、自相关函数、功率谱密度等。这为分析和处理含有噪声或随机成分的信号提供了必要的理论工具。 随机信号的分析是现代信号处理的核心之一。本书详细讲解了如何利用维纳滤波理论来设计最优滤波器，以在存在噪声的情况下尽可能地恢复原始信号。维纳滤波在通信、雷达、控制等领域有着广泛的应用。 此外，本书还介绍了自适应信号处理的概念。自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性变化而自动调整其滤波器系数，以达到最佳的滤波效果。这使得滤波器能够应对时变的环境，如通信信道的衰落、噪声的改变等。 第五部分：数字信号处理的应用 本部分将前述的理论知识与实际应用紧密结合，展示了数字信号处理在各个领域的强大能力。 通信系统： 深入探讨了数字信号处理在调制解调、信道编码、多路复用、均衡等通信系统中的关键作用，包括讲解了ASK、FSK、PSK、QAM等调制技术，以及OFDM等先进的多载波调制技术。 图像处理： 介绍了图像的采样、量化、二维离散傅里叶变换、图像去噪、边缘检测、图像压缩（如JPEG）等基本概念和技术。 语音信号处理： 讲解了语音信号的产生机理，语音信号的采样和量化，语音的特征提取（如LPC、MFCC），以及语音识别、语音合成等应用。 生物医学信号处理： 探讨了心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物医学信号的特点，以及如何利用数字信号处理技术进行信号的滤波、特征提取和异常检测。 其他应用： 简要介绍了数字信号处理在雷达、声纳、仪器仪表、控制系统等其他领域的应用实例。 本书在编写过程中，力求理论与实践相结合，每个章节都配有丰富的例题和习题，帮助读者巩固所学知识。同时，部分章节还穿插了 MATLAB 等常用工具在信号处理中的应用示例，鼓励读者动手实践，从而加深对理论的理解，并培养解决实际工程问题的能力。 适用读者： 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术等专业本科生、研究生作为教材或参考书。同时也适用于从事相关领域研究和开发的工程师及技术人员。 通过学习本书，读者将能够： 深入理解连续时间与离散时间信号与系统的基本概念和性质。 熟练掌握信号与系统的分析方法，包括卷积、傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等。 掌握数字滤波器设计的基本原理和常用方法。 了解现代信号处理技术，如随机信号分析、自适应信号处理等。 认识数字信号处理在通信、图像、语音、生物医学等众多领域的广泛应用。 本书的出版，旨在为电子信息工程领域的学生和从业者提供一本全面、深入、实用的教材，帮助他们掌握数字信号处理的核心理论和技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的适用性非常强，它既适合初学者打下坚实的理论基础，也适合有一定基础的工程师进一步深化理解。书中对基础概念的讲解非常扎实，比如信号的能量和功率的计算，这些看似简单却至关重要的概念，作者都给出了严谨的数学定义和直观的解释。在学习过程中，我发现书中穿插的大量例题都非常有代表性，涵盖了从信号的表示、变换到系统的分析和设计等各个方面。 我尤其欣赏书中关于“信号的重建”这一部分。在理解了采样定理之后，如何将采样后的离散信号准确地恢复成原始的连续信号，一直是我的一个疑问。这本书详细介绍了插值方法，并对比了不同插值算法的优缺点，比如零阶保持、一阶保持以及更高级的Sinc插值。书中还提供了计算Sinc函数在实际应用中的数值近似方法，这对于我理解实际中的信号恢复过程非常有帮助。总的来说，这本书就像一个宝藏，每一次阅读都能从中挖掘出新的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织结构非常清晰，从最基础的离散时间信号和系统开始，逐步深入到傅里叶变换、Z变换、概率随机信号处理，再到滤波器设计、采样理论和谱估计等核心内容。每一章节都像是一个精心设计的模块，层层递进，环环相扣。让我印象深刻的是，在讲解Z变换时，作者并没有直接给出定义，而是先回顾了拉普拉斯变换，然后自然地过渡到Z变换，这种循序渐进的方式大大降低了学习难度。 此外，书中对数学工具的运用也非常恰当。虽然是数字信号处理的书，但它并没有回避必要的数学推导，而是将数学作为理解信号处理原理的有力武器。例如，在讲解卷积定理时，作者给出了详细的数学推导，并结合实例说明了其在系统分析中的重要性。更难能可贵的是，书中提供的许多例题都非常贴近实际，解答过程详细，甚至还包含了对解题思路和技巧的讲解，这对我这样的自学者来说，无疑是莫大的帮助。我反复研读了书中关于IFFT（快速傅里叶变换的逆变换）的讲解，结合着示例代码，终于理解了如何在实际工程中应用它来进行信号的重建。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理——理论与应用(第2版)》真是让我眼前一亮，尤其是它在理论深度和实际应用之间的平衡做得相当出色。翻开书，首先感受到的是编者严谨的治学态度，每个概念的提出都有坚实的数学基础支撑，绝不是空洞的理论堆砌。比如，在讲到离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）时，作者花了大量的篇幅来阐述它们之间的联系与区别，并给出了清晰的推导过程，这对于初学者来说至关重要。我特别欣赏书中通过大量图示来辅助理解抽象概念的做法，例如在讲解滤波器设计时，那些频域响应图、零极点图，都直观地展示了不同参数对系统性能的影响，比单纯的公式推导要易于消化得多。 而且，这本书并没有停留在理论层面，它花了相当大的笔墨去探讨实际应用中的问题。书中列举了许多经典的工程案例，比如音频信号的处理、图像的压缩、通信系统的调制解调等等，并且详细分析了在这些应用中数字信号处理技术是如何发挥作用的。我记得其中一个章节专门讲到了谱分析在故障诊断中的应用，通过对振动信号的频谱分析，能够有效地识别机器的潜在故障，这对于工业界的技术人员来说，无疑具有极高的参考价值。这种理论与实践的紧密结合，让我感觉自己不仅仅是在学习书本知识，更是在学习如何解决实际工程问题。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在概念的阐释上极其到位，很多曾经让我感到晦涩难懂的知识点，在这本书里都变得豁然开朗。例如，关于“信号的平稳性”这一概念，书中不仅给出了严格的数学定义，还用通俗易懂的语言进行了形象的比喻，并且通过大量的实验数据图来佐证，让我对这个概念有了深刻的理解。我特别喜欢书中关于“奈奎斯特-香农采样定理”的讲解，作者从信息的角度去解释为什么需要以两倍于最高频率的速率进行采样，而不是仅仅停留在数学公式的层面，这种解释方式让我能够从根本上理解这个定理的物理意义。 另外，这本书在对各种算法的介绍上也十分详尽。无论是经典的FFT算法，还是更现代的谱估计方法，书中都给出了详细的原理说明和伪代码，并且在讨论不同算法的优缺点时，也进行了客观的比较。我曾经对各种滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫滤波器）的性能差异感到困惑，但在这本书中，作者通过对比它们的幅频响应和相频响应，清晰地展示了各自的特点和适用场景，并且给出了设计实例，这对我选择合适的滤波器大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点在于它能够激发读者的探索欲。它不仅仅是在传授知识，更是在引导读者思考。在讲解某些高级概念时，作者常常会抛出一些开放性的问题，鼓励读者去进一步研究。例如，在讨论周期延拓对DFT的影响时，作者提到了如何通过加窗函数来减小泄露，并暗示了更深层次的研究方向，这让我产生了浓厚的兴趣，并开始主动查阅相关的文献。 我印象特别深刻的是关于“盲信号分离”这一章节。书中简要介绍了这一前沿领域，并提及了ICA（独立成分分析）等方法。虽然篇幅不多，但它极大地拓展了我的视野，让我意识到数字信号处理的应用范围远比我想象的要广泛。这本书的语言风格也很吸引人，流畅且富有逻辑性，即使是在处理复杂的数学问题时，也不会让人感到枯燥乏味。它更像是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导你一步步深入知识的殿堂，而不是生硬地灌输。