數字信號處理 9787121047633 電子工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔡坤寶著 著

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121047633

商品編碼：29424739313

包裝：平裝

齣版時間：2007-08-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：39.80元

作者：蔡坤寶著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2007-08-01

ISBN：9787121047633

字數：999600

頁碼：392

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.640kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地闡述瞭數字信號處理所涉及的信號與係統分析和係統設計的基本理論、基本分析與設計方法、基本算法和處理技術。全書共10章，主要內容包括：離散時間信號與係統的基本概念，離散時間信號與係統的變換域分析，包括z變換和離散時間傅裏葉變換、連續時間信號的抽樣與重建，離散傅裏葉變換及其快速算法(FFT)，數字濾波器實現的基本結構，IIR和FIR 數字濾波器的設計原理與基本設計方法，數字信號處理中的有限字長效應，多抽樣率數字信號處理。本書配有多媒體電子課件、英文版教學大綱、習題指導與實驗手冊。
　　本書可以作為電子與通信相關專業的本科數字信號處理課程中英文雙語教學的教材，或中文授課的英文版教學參考書，也可供從事數字信號處理的工程技術人員學習參考。本書尤其適閤初步開展數字信號處理課程中英文雙語授課的教師與學生選用。

目錄

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作者介紹

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蔡坤寶，博士，重慶大學通信工程學院教授，信號與信息處理碩士學位點負責人。多年來緻力於隨機信號的産生與處理、生物組織粘彈性波動的有限元分析、現代信號處理及其應用和人工神經網絡等方麵的研究工作。十餘年來，積極探索和實施中英文雙語教學，現任重慶市級精品課程“信

文摘

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序言

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《信號的海洋：探索現代通信與傳感技術》 在信息爆炸的時代，我們每天都在與無形的信號打交道。從智能手機的通話、無綫網絡的連接，到醫學影像的診斷、天文望遠鏡的觀測，乃至工業生産的自動化控製，無一不依賴於對信號的采集、分析、處理與傳輸。這些看不見的“語言”構成瞭現代社會的基石，而理解和駕馭它們，便是我們探索世界、提升生活品質的關鍵。《信號的海洋》旨在為讀者打開一扇通往數字信號處理奇妙世界的大門，揭示隱藏在聲音、圖像、電波等萬物背後的科學原理，以及它們如何被轉化為可識彆、可利用的信息。 本書並非一本枯燥的理論教材，而是以一種更具啓發性和實踐性的視角，帶領讀者遨遊於信號的廣闊海洋。我們將從信號的基本概念齣發，逐步深入理解信號的本質——它們是物理現象在時間和空間上的映射，是信息的載體。這就像是學習一門新的語言，首先要認識最基本的字母和語法，瞭解信號的錶示方式：離散與連續、周期與非周期、能量信號與功率信號。我們會看到，即使是最復雜的信號，也可以分解成簡單的基本元素，這為後續的處理奠定瞭基礎。 接著，我們將進入信號處理的核心領域。在這裏，傅裏葉分析將扮演至關重要的角色。這就像是擁有一副特殊的眼鏡，能夠讓我們看到信號在不同頻率上的“色彩”。我們將學習如何將信號從時域轉換到頻域，從而揭示其包含的頻率成分。這對於理解聲音的音高、圖像的細節、射頻信號的載波頻率都至關重要。本書將生動地闡述傅裏葉級數和傅裏葉變換的原理，以及它們在信號濾波、頻譜分析、調製解調等方麵的廣泛應用。例如，為何我們能夠分辨齣不同樂器的聲音？為何收音機能夠接收到特定的電颱？這背後都離不開頻域分析的力量。 離散時間信號處理是現代數字信號處理的基礎。隨著計算機技術的飛速發展，我們能夠對信號進行精確的采樣和量化，從而在數字世界中實現對信號的強大操控。本書將詳細介紹采樣定理，它告訴我們如何以足夠的頻率捕捉信號，而不丟失關鍵信息。我們會探討量化誤差，以及如何通過選擇閤適的量化位數來平衡信號的保真度和存儲成本。數字濾波器是信號處理中最強大的工具之一。我們將深入瞭解FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）濾波器的工作原理，學習如何設計它們來去除噪聲、增強特定頻率成分、或者提取有用信息。從音頻降噪軟件到圖像銳化算法，數字濾波器的身影無處不在。 除瞭傅裏葉分析，Z變換也是理解離散時間係統和信號分析的關鍵。它將離散時間信號從序列域轉換到復頻率域，為分析綫性時移不變（LTI）係統提供瞭強大的數學工具。本書將清晰地解釋Z變換的性質，並展示它如何與傅裏葉變換聯係起來，幫助我們理解係統的穩定性、頻率響應等重要特性。我們還將接觸到捲積運算，這是理解LTI係統如何響應輸入信號的核心概念。通過捲積，我們可以預測一個係統在接收到特定信號時會産生怎樣的輸齣，這對於係統設計和故障診斷具有重要意義。 數據壓縮是另一個不可忽視的信號處理領域。在海量數據存儲和傳輸的今天，如何高效地壓縮信息，以節省帶寬和存儲空間，是技術發展的關鍵驅動力。本書將探討多種數據壓縮技術，包括無損壓縮和有損壓縮。我們會瞭解一些經典的壓縮算法，如霍夫曼編碼、算術編碼，以及在圖像和音頻領域廣泛應用的JPEG和MP3等壓縮標準背後的基本原理。這使得我們能夠以更小的文件體積，分享高質量的音視頻內容。 模式識彆與機器學習是數字信號處理的前沿應用。本書將簡要介紹如何利用信號處理技術來提取特徵，並將這些特徵用於訓練機器學習模型，從而實現對圖像、語音、文本等數據的自動識彆和分類。從人臉識彆到語音助手，再到自動駕駛汽車的障礙物檢測，這些令人驚嘆的技術都離不開信號處理與機器學習的深度融閤。我們將會觸及一些基本的模式識彆概念，以及它們在實際應用中的意義。 本書還將涉及信號在通信係統中的應用。從早期的模擬通信到如今的數字通信，信號處理技術扮演著核心角色。我們將探討調製與解調的基本原理，瞭解如何將信息“打包”到載波信號中進行傳輸，以及如何再接收端將其“解包”齣來。這包括AM、FM、ASK、FSK、PSK等各種調製方式，以及它們在不同通信場景下的優缺點。此外，我們還將瞭解糾錯編碼技術，它如何在信號傳輸過程中對抗噪聲和乾擾，確保信息的準確性。 在傳感技術領域，信號處理同樣是不可或缺的。各種傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、加速度計、攝像頭等，都將物理量轉化為電信號。對這些原始信號進行濾波、放大、特徵提取等處理，纔能得到有意義的數據。本書將通過一些實例，展示信號處理如何幫助我們從傳感器獲取的原始數據中挖掘齣有價值的信息，從而實現環境監測、健康診斷、工業自動化等應用。 《信號的海洋》不僅僅是關於理論，更強調實踐。本書將穿插一些具有啓發性的實例，幫助讀者理解抽象概念在現實世界中的應用。我們會探討如何利用簡單的數字信號處理工具來分析音頻波形，如何對圖像進行基本的增強處理，或者如何理解網絡信號的傳輸過程。即使是那些對信號處理感到陌生的讀者，也能通過這些生動的例子，逐漸體會到這門學科的魅力和實用價值。 本書的敘述風格力求清晰易懂，避免過多的晦澀術語，並盡量用形象的比喻來闡釋復雜的概念。我們相信，通過循序漸進的學習，即使是初學者也能逐漸掌握數字信號處理的基本原理和方法，並從中獲得探索和創新的樂趣。本書的最終目標是讓讀者能夠以一種全新的視角來看待我們周圍的世界——一個由無數信號交織而成的、充滿信息和可能性的海洋。通過理解這些信號，我們不僅能夠更好地理解科學技術的發展，更能為未來的創新和進步貢獻自己的力量。 《信號的海洋：探索現代通信與傳感技術》 是一場關於信息、科學與創造力的旅程，期待與您一同啓航。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書在處理自適應濾波方麵的內容時，體現瞭一種超越當時主流教材的先進性。在很多教材中，自適應濾波往往隻停留在LMS（最小均方）算法的介紹和收斂性分析上，似乎就戛然而止瞭。但這本書則更進一步，它不僅詳細推導瞭LMS算法的迭代公式，還引入瞭如歸一化LMS（NLMS）以及更快的收斂算法的基本思想。最讓我眼前一亮的是，它並沒有將自適應濾波僅僅局限於迴聲消除或噪聲消除的單一應用，而是擴展到瞭辨識和反捲積等更復雜的係統辨識問題上。書中對步長參數的選擇與算法穩定性之間的微妙平衡進行瞭深入探討，這對於實際調試一個自適應係統至關重要。我記得書中提到，過小的步長導緻收斂緩慢，而過大的步長則可能導緻震蕩甚至發散，並提供瞭一些基於訓練數據特性的經驗性指導。這種對算法魯棒性和實際操作性的關注，讓這本書不僅是一本理論參考書，更像是一本實戰指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量，坦白講，在當時的齣版物中算是上乘的，但隨著時間推移，再看現代印刷品，還是能看齣一些時代痕跡。不過，這並不影響內容的清晰度。尤其值得稱贊的是其對“有限長序列”和“圓周捲積”的講解部分。在談到DFT（離散傅裏葉變換）時，很多教材僅僅是把DFT當作傅裏葉級數的離散版本來介紹，卻很少深入探討其在實際計算中的周期延拓和泄漏問題。這本書在這方麵做瞭非常細緻的鋪墊，用大量的圖示清晰地展示瞭，當我們用FFT（快速傅裏葉變換）算法去分析一個非周期的有限長信號時，如果不做零填充，頻譜上會齣現多麼嚴重的“譜間乾擾”。它還專門開闢瞭一個小節來討論如何通過閤理的加窗處理來最小化這種泄漏效應。對於從事頻譜分析或者需要進行精確時頻分析的工程師來說，這些細節是至關重要的，它們直接決定瞭最終結果的準確性。這種對計算誤差根源的深入剖析，體現瞭作者深厚的學術功底和教學經驗。

評分☆☆☆☆☆

我是在實際工程項目中遇到瓶頸後，重新拾起這本書來查漏補缺的。說實話，最初我最擔心的是，這本書會不會過於側重理論而缺乏實用的代碼實現或者案例分析。但令人驚喜的是，它在濾波器設計那一章的處理方式非常精妙。它並沒有直接給齣FIR和IIR的全部設計公式，而是先用非常直觀的圖形工具，比如幅頻特性圖和相位響應圖，來解釋什麼是理想濾波器，以及我們為什麼需要近似。接著，它詳細對比瞭窗函數法、頻率采樣法等幾種FIR設計的優缺點，並重點分析瞭它們在實際工程中可能遇到的收斂性問題。更重要的是，它對IIR濾波器（特彆是雙綫性變換法）的討論深入到瞭一定的數學深度，比如預畸變（Pre-warping）的必要性，這在很多入門級讀物中是被略過的細節。我印象特彆深的是，書中通過一個具體的音頻處理場景，展示瞭如何根據指標選擇閤適的濾波器結構，而不是簡單地拋齣一個“設計一個截止頻率為XXX的巴特沃斯濾波器”的練習題。這種將理論與應用場景緊密結閤的敘述方式，極大地增強瞭內容的實用性和可信度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗，很大程度上取決於讀者的數學基礎和學習目的。對於完全的初學者，前幾章關於序列和係統的基本概念可能需要多花點時間反復咀嚼，因為作者的邏輯鏈條非常緊密，任何一個環節的跳躍都可能導緻後續理解睏難。但如果你已經具備瞭基礎的復變函數和綫性代數知識，那麼這本書的閱讀體驗將是極其流暢且富有啓發性的。它成功地在“抽象數學模型”和“具體工程實現”之間架起瞭一座堅實的橋梁。例如，在討論多相濾波器組和子帶編碼時，它巧妙地結閤瞭濾波器組的完美重建特性，並提及瞭其在壓縮感知領域的一些早期應用雛形。這種將傳統DSP理論與新興技術領域進行巧妙串聯的能力，使得這本書的知識體係非常完備和具有前瞻性。它教會的不僅僅是處理信號的“術”，更是理解信號本質的“道”，這對於任何想在信號處理領域深耕的人來說，都是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常樸實，那種略帶年代感的理工科教材風格，一下子就把我拉迴瞭大學時代。我拿到手的時候，第一感覺是它比我想象的要厚重一些，沉甸甸的，這通常意味著內容量是相當紮實的。我主要是被它在基礎理論闡述上的嚴謹性所吸引的。比如，它在傅裏葉變換和Z變換的引入部分，沒有直接堆砌公式，而是花瞭相當大的篇幅去解釋這些數學工具是如何從連續時間係統演化而來，動機是什麼。這種“追根溯源”的講解方式，對於我這種想弄明白“為什麼是這樣”而不是僅僅“知道是什麼”的讀者來說，簡直是福音。很多市麵上的教材，為瞭追求篇幅和速度，往往會跳過這些鋪墊，導緻初學者一上來就覺得DSP（數字信號處理）是天書。但這本書的作者顯然非常體恤初學者，他用非常清晰的數學推導和恰到好處的物理意義類比，把那些抽象的概念，比如采樣定理的實際限製、量化噪聲的統計特性，描繪得一清二楚。尤其是對離散時間信號的錶示，那種細節的把控，讓我在重新學習時，感覺自己的理解一下子被提升瞭一個層次。它不是那種讓你讀完後隻知道如何套公式的工具書，更像是一位循循善誘的老師，在你麵前慢慢搭建起整個數字世界的基石。