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杨毅明著 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111342625

商品编码：29473310482

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：48.00元

作者：杨毅明著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787111342625

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书采用新颖的形式系统地介绍了数字信号处理的概念、用途、理论和实现方法，编写力求理论紧扣实际、论述有据、逻辑连贯，应用内容涉及广泛、形象生动。
　　全书共分10章：章介绍数字信号处理的基本概念。第2、3章介绍数字信号处理的时域和频域基础理论。第4、5章介绍实际信号处理的理论，如信号转换、z变换、离散傅里叶变换等，以及提高计算效率的方法。第6~8章介绍数字滤波的原理和数字滤波器的设计。第9、10章介绍实际的数字系统和数字信号处理。

目录

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前言
章　数字信号处理的概念
　1.1什么叫数字信号处理
　1.1.1数字信号的概念
　1.1.2数字信号处理的来历
　1.1.3数字信号处理系统的结构
　1.1.4数字信号处理的特点
　1.2数字信号处理有什么用
　1.2.1信号为什么要处理
　1.2.2数字信号处理的应用领域
　1.2.3数字信号处理的应用前景
　1.3怎样用数字信号处理
　1.3.1用数字代表事物的特征
　1.3.2用数字信号描述事物的变化
　1.3.3用数学公式表示信号的关系
　1.3.4找出佳的处理方法
　1.3.5用计算机处理数字信号
　1.3.6应用数字信号处理的关键
　1.4练习题
第2章　时域的信号与系统
　2.1时域的信号
　2.1.1语言描述
　2.1.2表格描述
　2.1.3公式描述
　2.1.4波形描述
　2.2信号之间的关系
　2.2.1相关系数
　2.2.2相关函数
　2.2.3自相关函数
　2.2.4互相关函数
　2.3时域的系统
　2.3.1符号描述
　2.3.2单位脉冲响应
　2.3.3差分方程
　2.3.4图形描述
　2.4信号处理的方法
　2.4.1比较两个信号
　2.4.2合理运用数学公式
　2.4.3数学公式的算法
　2.5时域分析法的特点
　2.6练习题
　数字信号处理目录第3章　频域的信号与系统
　3.1频域的信号
　3.1.1正弦波的表达方法和特点
　3.1.2信号的正弦波成分
　3.1.3其他形式的信号成分
　3.2各类信号的频域分析
　3.2.1信号的正弦变换
　3.2.2四类信号的正弦变换
　3.3正弦变换的物理意义
　3.3.1序列的正弦变换
　3.3.2函数的正弦变换
　3.3.3正弦变换的总结
　3.4傅里叶变换
　3.4.1傅里叶变换的体系
　3.4.2傅里叶变换与正弦变换的区别
　3.4.3数字角频率的低频与高频
　3.4.4频谱的对称性
　3.5频域的系统
　3.5.1系统的频率特性
　3.5.2频率响应的物理意义
　3.5.3不失真系统的条件
　3.6频域分析法的特点
　3.7练习题
第4章　数字处理的技巧
　4.1信号的转换
　4.1.1模拟信号变成数字信号
　4.1.2数字信号变成模拟信号
　4.2信号转换遵循的定理
　4.2.1模拟信号到数字信号
　4.2.2数字信号到模拟信号
　4.3频谱分析的推广
　4.3.1z变换的定义与性质
　4.3.2系统的z变换
　4.3.3零极点的用途
　4.3.4z变换的应用
　4.4离散傅里叶级数的演绎
　4.4.1离散傅里叶变换
　4.4.2离散傅里叶变换的性质
　4.4.3离散傅里叶变换的关系
　4.4.4离散傅里叶变换的意义与用途
　4.5练习题
第5章　信号处理的效率
　5.1直接计算离散傅里叶变换的代价
　5.1.1直接计算频谱的代价
　5.1.2直接计算卷积的代价
　5.2离散傅里叶变换计算效率的提高
　5.3时域抽取的快速算法
　5.3.1时域抽取法的原理
　5.3.2时域抽取法的应用
　5.3.3时域抽取法的运算量
　5.4频域抽取的快速算法
　5.4.1频域抽取法的原理
　5.4.2频域抽取法的应用
　5.4.3频域抽取法的运算量
　5.4.4两种快速算法的相似之处
　5.5离散傅里叶反变换的快速算法
　5.5.1仿效快速傅里叶变换
　5.5.2取旋转因子的复共轭
　5.5.3取频谱的复共轭
　5.6实数序列的快速傅里叶变换
　5.6.1直接运用
　5.6.2合二为一
　5.6.3一分为二
　5.7快速傅里叶变换的应用
　5.7.1提高信号分析的计算速度
　5.7.2提高线性卷积的计算速度
　5.7.3提高相关函数的计算速度
　5.8练习题
第6章　数字滤波的原理
　6.1数字滤波器的概念
　6.2数字滤波器的指标
　6.3数字滤波器的研究方法
　6.3.1数字滤波器的表示
　6.3.2信号流图与系统函数
　6.3.3信号流图的转置
　6.4数字滤波器的分类
　6.5数字滤波器的结构
　6.5.1无限脉冲响应滤波器的结构
　6.5.2有限脉冲响应滤波器的结构
　6.6数字滤波器的应用
　6.7练习题
第7章　无限脉冲响应滤波器的设计
　7.1模拟滤波器的设计
　7.1.1模拟滤波器的描述方法
　7.1.2巴特沃斯滤波器的设计
　7.1.3切比雪夫滤波器的设计
　7.2间接设计数字滤波器
　7.2.1脉冲响应不变法
　7.2.2双线性变换法
　7.3直接设计数字滤波器
　7.3.1零极点设计法
　7.3.2小误差设计法
　7.4低通滤波器的变换
　7.4.1模拟频率域的频率变换
　7.4.2数字频率域的频率变换
　7.5无限脉冲响应滤波器的应用
　7.5.1数字图形均衡器
　7.5.2数字控制器
　7.5.3数据通信的时钟恢复
　7.6练习题
第8章　有限脉冲响应滤波器的设计
　8.1系统频谱的本质
　8.1.1系统频谱的含意
　8.1.2系统的延时
　8.2有限脉冲响应滤波器的频谱
　8.2.1有限脉冲响应滤波器的频谱表示法
　8.2.2实现线性相位的方法
　8.2.3线性相位滤波器的幅度特性
　8.3在时域设计滤波器
　8.3.1截取一段序列
　8.3.2截断序列的后果
　8.4在频域设计滤波器
　8.4.1设计单位脉冲响应
　8.4.2设计系统函数
　8.5优化设计
　8.5.1小化大误差的原理
　8.5.2小化大误差的设计方法
　8.5.3设计方法的演绎
　8.6无限和有限脉冲响应滤波器的区别
　8.6.1滤波器的性能
　8.6.2设计方法的特点
　8.7练习题
第9章　多采样率的系统
　9.1多采样率的概念
　9.2整数倍降低采样率
　9.2.1抽取前后的频谱
　9.2.2防止抽取的失真
　9.2.3抽取的用途
　9.3整数倍提高采样率
　9.3.1内插前后的频谱
　9.3.2防止内插的失真
　9.3.3内插的用途
　9.4非整数倍改变采样率
　9.5练习题
0章　数字信号处理的实现
　10.1实现数字信号处理的方法
　10.2数字信号处理器的速度
　10.2.1处理器的结构
　10.2.2处理器的流水线机制
　10.2.3乘法加法器
　10.3数字信号处理器的数字表示
　10.3.1定点数
　10.3.2浮点数
　10.3.3数字的动态范围和精度
　10.4信号处理的误差
　10.4.1模数转换的误差
　10.4.2数字运算的误差
　10.4.3数模转换的误差
　10.5数字信号处理的应用实例
　10.5.1简单的实例
　10.5.2较复杂的实例
　10.5.3复杂的实例
　10.6练习题
附录　信号处理的实验
　实验1测量人耳辨别回声的小时间
　实验2观察一句话的频谱特点
　实验3双音多频的通信
　实验4滤除心电图信号中的电网干扰
　实验5软件无线电的通信
索引
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理》 作者： 杨毅明 出版社： 机械工业出版社 图书简介 数字信号处理（DSP）是现代科学技术中一项极其重要的基础理论和应用技术，它贯穿于通信、控制、雷达、声学、医学成像、数据压缩、图像处理等诸多领域。本书旨在系统而深入地介绍数字信号处理的基本概念、核心理论、关键算法及其在实际工程中的应用。全书内容严谨，逻辑清晰，从信号与系统的基本原理出发，逐步深入到数字信号处理的各个关键环节，力求为读者构建一个扎实而完整的DSP知识体系。 第一篇：信号与系统基础 本篇是数字信号处理的基石，为后续内容的学习打下坚实的基础。 第一章：信号的表示与分类 连续信号与离散信号： 详细阐述了连续信号和离散信号的定义、特点及其相互转换的原理，包括采样定理的引入和意义。 周期信号与非周期信号： 区分了周期信号和非周期信号的数学表示，以及傅里叶级数在表示周期信号中的作用。 能量信号与功率信号： 定义了能量信号和功率信号的概念，并通过数学公式阐述了其判断准则，这对于分析信号的能量分布和平均功率至关重要。 奇信号与偶信号： 介绍了信号的奇偶性及其在信号分解和分析中的应用，包括欧拉公式的联系。 确定信号与随机信号： 区分了确定信号的预测性和随机信号的统计性，为后续随机信号处理奠定基础。 第二章：系统及其基本性质 系统的定义与数学模型： 介绍了系统作为输入输出关系的数学描述，包括线性时不变（LTI）系统及其重要的差分方程和微分方程表示。 系统的基本性质： 深入分析了系统的因果性、稳定性、线性、时移不变性、系统对称性等核心性质，并提供了相应的判断方法和工程意义。例如，稳定性是保证系统输出有界和可控的关键。 卷积运算： 详细讲解了连续和离散系统的卷积运算，以及其作为LTI系统核心运算的地位，揭示了系统对输入信号的作用过程。 第三章：连续时间信号与系统的傅里叶分析 傅里叶级数： 阐述了傅里叶级数如何将周期信号分解为一系列正弦和余弦函数的叠加，以及复指数形式的傅里叶级数及其优越性。 傅里叶变换： 拓展了傅里叶分析的范围，介绍了傅里叶变换如何将非周期信号分解到连续的频率域，并讨论了其收敛条件。 傅里叶变换的性质： 详细讲解了傅里叶变换的线性、时移、频移、微分、积分、卷积等性质，这些性质极大地简化了信号和系统的分析。 帕塞瓦尔定理： 阐述了该定理在能量分析中的重要性，即信号的能量等于其频谱能量的积分。 应用举例： 通过具体实例展示傅里叶分析在滤波、调制解调等方面的应用。 第四章：离散时间信号与系统的傅里叶分析 离散时间傅里叶级数（DTFS）： 介绍了周期离散信号的傅里叶级数表示，为后续分析周期离散信号提供了工具。 离散时间傅里叶变换（DTFT）： 阐述了DTFT如何将非周期离散信号分解到连续的频率域（0到2π），并讨论了其与连续时间傅里叶变换（CTFT）的关系（采样）。 DTFT的性质： 详细讲解了DTFT的线性、时移、频移、卷积、调制等性质，这些性质是离散信号处理的关键。 周期卷积： 介绍了周期卷积的概念及其在DTFS中的应用。 应用举例： 阐述DTFT在分析离散滤波器和数字通信信号中的作用。 第二篇：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） 本篇是数字信号处理的核心内容之一，DFT提供了在计算机上处理信号的数学工具，而FFT则极大地提高了计算效率。 第五章：离散傅里叶变换（DFT） DFT的定义与性质： 详细介绍了DFT如何将有限长度的离散信号变换到有限频率的离散频谱，并阐述了其线性、周期性、卷积特性、相关特性等重要性质。 DFT与DTFT的关系： 揭示了DFT是对DTFT在特定频率点上的采样，并探讨了截断效应的影响。 DFT与卷积定理： 讲解了DFT如何实现线性和循环卷积，以及其在系统分析中的应用。 应用举例： 展示DFT在谱分析、相关分析、系统识别等方面的应用。 第六章：快速傅里叶变换（FFT） FFT的意义与优势： 深入分析了FFT算法相比于直接计算DFT在计算复杂度上的巨大优势，将计算量从O(N^2)降低到O(N log N)。 按时间抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）： 详细讲解了最经典的Cooley-Tukey算法，包括基-2、基-4等算法，并通过分解过程清晰展示其递归和迭代的实现方式。 按频率抽取的FFT： 介绍了另一种重要的FFT算法，并分析其与按时间抽取的算法的异同。 其他FFT算法： 简要介绍了一些其他高效的FFT算法，如Bruun算法、Prime-factor算法等，以拓宽读者的视野。 FFT的应用： 重点阐述了FFT在频谱分析、卷积计算、数字滤波、通信系统等领域的广泛应用，如FFT谱分析的原理和注意事项。 第三篇：数字滤波器设计 数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分，用于去除信号中的噪声、提取特定频率成分等。本篇将详细介绍两种主要的数字滤波器设计方法。 第七章：有限脉冲响应（FIR）滤波器设计 FIR滤波器的基本原理： 介绍了FIR滤波器的结构（无反馈）、差分方程表示以及其传递函数为有限项的特点。 FIR滤波器的性质： 阐述了FIR滤波器具有线性相位、稳定性好等优点。 窗函数设计法： 详细介绍了利用窗函数截断理想滤波器频率响应的方法，包括矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，并分析了不同窗函数的优缺点。 频率采样法： 介绍了根据滤波器在特定频率点的幅度和相位要求进行设计的另一种方法。 最优设计法（Parks-McClellan算法）： 深入讲解了Parks-McClellan算法，它能够设计出在特定频率范围内最优的（最小最大误差）FIR滤波器。 FIR滤波器的实现： 介绍了直接型、级联型等FIR滤波器的实现结构。 第八章：无限脉冲响应（IIR）滤波器设计 IIR滤波器的基本原理： 介绍了IIR滤波器的结构（包含反馈）、差分方程表示以及其传递函数为有理函数的特点。 IIR滤波器的性质： 阐述了IIR滤波器在达到相同滤波性能时，阶数较低，计算量较小的优点，但同时也存在稳定性问题。 模拟滤波器设计基础： 介绍了Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic等三种经典模拟滤波器的幅频特性。 模拟滤波器向数字滤波器的转换： 详细讲解了双线性变换法、脉冲不变法等将模拟滤波器原型转换为数字滤波器的常用方法。 IIR滤波器的实现： 介绍了直接型I、直接型II、级联型、并联型等IIR滤波器的实现结构。 第四篇：其他重要数字信号处理技术 本篇介绍了一些在数字信号处理领域具有广泛应用的进阶技术。 第九章：采样与量化 采样定理的深入探讨： 再次强调了奈奎斯特采样定理的必要性和充分性，并讨论了过采样和欠采样的影响。 抗混叠滤波器： 介绍了在采样前使用低通滤波器以避免混叠失真的重要性。 量化原理与量化误差： 详细阐述了模拟信号转换为数字信号过程中的量化过程，分析了量化误差的来源、特点及其对信号质量的影响。 量化器的类型： 介绍了均匀量化和非均匀量化，以及μ律和A律压扩展。 信号到噪声比（SNR）： 分析了量化噪声对SNR的影响，并给出了量化位数与SNR之间的关系。 第十章：自适应滤波器 自适应滤波器的概念与原理： 介绍了自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波系数，以达到最优性能。 最小均方（LMS）算法： 详细讲解了LMS算法，这是最常用和最简单的自适应算法之一，并分析了其收敛性能。 递推最小二乘（RLS）算法： 介绍了RLS算法，它比LMS算法收敛速度更快，但计算量更大。 自适应滤波器的应用： 重点阐述了自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信号预测、系统辨识等领域的应用。 第十一章：数字信号处理的应用实例 通信系统中的DSP： 介绍了DSP在调制解调、信道编码、均衡、多速率信号处理等方面的应用。 语音信号处理： 讲解了语音的编码、识别、合成、增强等技术。 图像与视频处理： 讨论了图像压缩、边缘检测、滤波、特征提取等。 其他应用： 简要提及了DSP在生物医学工程、雷达信号处理、地震勘探等领域的应用。 本书内容循序渐进，理论与实践相结合，既注重基本概念的阐述，也强调算法的实现和工程应用。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解数字信号处理的理论精髓，掌握常用的算法和技术，并能够将其应用于解决实际工程问题，从而为进一步深入研究DSP领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 读完这本书（或者说，试读了部分内容后），我必须承认，我对它充满了好奇和期待。市面上关于数字信号处理的书籍，很多都是以一种“标准教科书”的模式呈现，内容详实，但往往缺少一些“灵魂”。我尤其看重一本好书是否能点燃读者的学习热情，是否能让枯燥的理论变得生动有趣。杨毅明教授的名字，我之前也略有耳闻，希望他在这本书中能够展现出一种独特的教学风格。我期待这本书能够不仅仅是知识的堆砌，更能包含一些“悟性”的启发。比如，在讲解一些核心概念时，是否能用更形象的比喻，或者通过一些巧妙的例子，来揭示其背后的本质。我希望书中能有一些“点睛之笔”，能让我豁然开朗，真正理解那些看似复杂的数学公式背后所蕴含的深刻意义。同时，作为一名对信号处理应用充满热情的人，我更希望这本书能够展现出数字信号处理在各个领域的强大魅力。不仅仅是通信、控制，我还想看到它在生物医学、金融、甚至艺术领域的应用案例。如果书中能分享一些作者在实际项目中的经验和思考，或者一些关于如何将理论转化为实际应用的“心得体会”，那将是无价之宝。这本书，我希望能把它当作一位良师益友，在我的学习和实践道路上，给予我更多的启发和指引。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 拿到这本《数字信号处理》之后，我的第一感觉就是它的装帧设计非常大气，纸张的质感也很好，拿在手里很有分量，一看就是正规出版社出版的精品。作为一名在通信领域工作了几年，但之前主要接触模拟信号处理的工程师，我深知掌握数字信号处理技术的重要性。过去，我常常因为缺乏这方面的深入理解，在面对一些复杂的信号分析和处理任务时感到力不从心，不得不依赖同事或者查阅大量的技术文档。这次购买这本书，我的主要目的是希望能够系统地梳理和深化我对数字信号处理的认识，尤其是那些核心的算法和原理，比如傅里叶变换、Z变换、滤波器设计等等。我特别关注的是书中对这些概念的推导过程是否严谨，解释是否到位。我曾经遇到过一些书，在讲到关键公式时，直接给出了结果，但缺乏中间的推导过程，这让我很难真正理解公式的由来和物理意义，从而也限制了我对这些理论的灵活运用。我希望这本书能够提供详细的数学推导，并且用清晰的语言来解释每一步的逻辑，帮助我建立起扎实的理论基础。另外，我还期待书中能有一些关于工程实现的指导，比如在实际系统中如何选择合适的算法，如何考虑计算复杂度、实时性等因素，这些对于我这样的应用型工程师来说，是非常宝贵的。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 这本书的内容，说实话，我还没来得及细读，但仅从目录和前几章来看，就觉得非常有分量。我是一名在嵌入式系统领域工作的研发人员，近年来，随着物联网、人工智能等技术的飞速发展，数字信号处理在嵌入式设备上的应用越来越广泛，从传感器数据的采集和预处理，到音频、视频的编解码，再到各种智能算法的实现，都离不开数字信号处理的知识。我之前也看过一些数字信号处理的书，但很多书都侧重于理论，对于如何在资源受限的嵌入式平台上高效地实现这些算法，指导性不强。我特别希望这本书能够在这方面有所突破。我希望书中不仅能讲解好理论，还能给出一些在嵌入式环境下实现数字信号处理算法的技巧和建议，比如如何优化代码，如何选择合适的硬件平台，以及如何利用现有的DSP库。如果书中能包含一些具体的嵌入式开发案例，比如如何用STM32或者FPGA来实现一个简单的滤波器或者FFT，那就太棒了。这不仅能帮助我更好地理解理论，更能让我快速上手，解决实际工作中的问题。同时，这本书作为“新书”，我期待它能涵盖一些当前比较流行的嵌入式DSP技术，比如一些新的处理单元架构或者高效的算法实现方案。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 作为一名正在攻读相关专业硕士学位的学生，对于数字信号处理这门课程，我的感受是既重要又充满挑战。大量的数学公式和抽象的概念，经常让我感到无从下手。这次选择这本书，主要是看中了它“机械工业出版社”的出品，这通常意味着出版质量和内容的严谨性会有一定的保证。我希望这本书能够帮助我深入理解数字信号处理的各个方面，尤其是那些对于我写论文至关重要的理论。我特别期待的是书中在讲解时，能够提供足够的背景知识和发展脉络，让我明白每一个概念和理论的产生原因，以及它们是如何一步步发展演进到现在的。例如，当我学习到某种滤波器设计方法时，我希望能知道为什么会出现这种方法，它解决了之前方法的哪些不足，以及它有哪些优缺点。如果书中能穿插一些历史性的介绍或者重要的研究成果，那就更好了。此外，对于研究生的学习来说，理解文献中的算法和模型也是非常关键的。我希望这本书能够提供一些关于如何阅读和理解相关的学术论文的指导，或者书中提到的算法都能有清晰的参考文献，方便我去追溯源头。最后，作为一本新书，我期待它在选题上能更具前瞻性，包含一些当前研究热点领域的内容，为我的毕业论文研究提供一些新的思路和灵感。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 这本书，我真是期待了很久！作为一名刚刚接触数字信号处理的初学者，市面上能找到的入门书籍着实不少，但往往要么过于理论化，要么例题太少，要么讲解不够清晰，总感觉抓不住重点。我之前也翻阅过几本，要么是公式堆砌得让人头晕，要么是概念讲解得像天书，很多时候看了半天都不知道它到底在讲什么，学起来特别吃力。这次看到“正版新书--数字信号处理 杨毅明著 机械工业出版社”，而且口碑好像还不错，就立刻入手了。我特别看重的是它的“新书”标签，毕竟数字信号处理这个领域发展很快，一些老教材可能更新不够及时，跟不上最新的技术和应用。我希望这本书能有一个更加现代化的视角，包含一些近些年比较热门的应用，比如在通信、图像处理、音频处理等方面的最新进展。同时，我非常期待杨毅明教授在讲解上的独到之处。我曾听闻他是一位非常有经验的学者，在教学方面有自己的心得。我希望他的讲解能够深入浅出，逻辑清晰，能够真正帮助我理解那些抽象的数学概念，并且能通过丰富的实例，让我看到这些理论在实际工程中是如何应用的。如果书中能有配套的编程示例，那就更完美了，这样我就可以边学边练，加速学习进程，早日掌握这门重要的技术。