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张贤达 著

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• 系统分析
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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302255932

商品编码：29658076205

包装：平装

出版时间：2011-12-01

基本信息

书名：信号分析与处理

定价：35.00元

作者：张贤达

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-12-01

ISBN：9787302255932

字数：524000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书将信号分析分为一阶统计分析、二阶统计分析和高阶统计分析三部分，系统介绍这三部分信号分析以及相对应的信号处理的理论、方法与应用。全书共9章，包括信号、系统和变换的基础与背景知识，信号的fourier分析与频谱估计，数字滤波器，信号检测，相关分析与时延估计，功率谱分析与经典谱估计，现代谱估计，自适应滤波器以及信号的高阶统计分析与处理等内容。
　　本书针对信号处理的主要应用和新进展，深入浅出地阐述具有代表性的信号分析与处理的理论和有关方法，并介绍了大量的例题。为了方便读者学习和加深领会书中的主要内容，每章都配有复习思考题、计算与证明题、matlab训练与计算机仿真题。
　　本书可作为信息科学与技术学科本科高年级学生和非信息类理工科研究生的教材及参考书，也可供从事信号分析和处理工作的科研技术人员自学与参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《数字信号处理导论》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的数字信号处理（DSP）基础知识体系。数字信号处理是现代工程技术和科学研究中不可或缺的核心技术之一，它将现实世界中的连续信号转化为数字形式，并在此基础上进行各种变换、分析、滤波、压缩和增强等操作，广泛应用于通信、音频、图像、视频、医疗、控制、金融等众多领域。本书从基础概念出发，逐步深入到复杂的算法和应用，力求使读者能够理解并掌握数字信号处理的原理、方法和实际应用。 第一部分：数字信号处理基础 本部分将为读者建立扎实的理论基础，介绍数字信号处理的基本概念、数学工具以及核心的信号模型。 绪论： 深入探讨数字信号处理的重要性、发展历程及其在现代社会中的广泛应用。我们将通过具体的例子，如CD唱片、手机通信、数码相机、医学影像诊断等，来展示DSP如何改变我们的生活。同时，也会简要介绍本课程的学习目标和内容安排。 信号与系统回顾： 复习连续时间信号和离散时间信号的基本概念，包括周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等。我们将详细讲解典型信号，如冲激信号、阶跃信号、指数信号、正弦信号等。在此基础上，介绍连续时间系统和离散时间系统的基本性质，如线性、时不变性、因果性、稳定性等。重点强调线性时不变（LTI）系统在信号处理中的核心地位，并引入卷积运算作为描述LTI系统输入输出关系的数学工具。 采样定理： 这是数字信号处理的核心理论之一。我们将详细推导奈奎斯特-香农采样定理，解释奈奎斯特频率、混叠现象及其危害。深入讨论实际采样过程中的各种问题，如采样保持、量化误差，以及提高采样率、过采样等技术。通过数学推导和图示，清晰地展示信号从模拟域到离散域的转换过程，以及其潜在的失真。 离散傅里叶变换（DFT）： 傅里叶分析是理解信号频率特性的关键。我们将介绍离散傅里叶变换（DFT）的定义、性质及其在信号分析中的重要作用。详细讲解DFT的计算方法，包括其与连续傅里叶变换（FT）的关系，以及DFT在分析信号频谱、识别信号成分等方面的应用。在此基础上，引入快速傅里叶变换（FFT）算法，讲解其原理和高效性，并讨论FFT在实际工程计算中的巨大优势。 Z变换： Z变换是分析离散时间系统和离散时间信号的强大数学工具，它在时域和复频域之间建立了桥梁。我们将详细讲解Z变换的定义、收敛域（ROC）以及其重要的性质，如线性性、时移性、乘法性、微分性质等。特别强调Z变换在求解线性常系数差分方程、分析系统频率响应、判断系统稳定性等方面的应用。通过解析Z变换，我们可以更深入地理解离散时间系统的动态行为。 第二部分：数字滤波器设计 滤波器是数字信号处理中最常用、最核心的功能模块之一，用于去除信号中的噪声、分离信号的特定频率成分等。本部分将系统介绍各类数字滤波器的设计原理和方法。 数字滤波器概述： 介绍数字滤波器的基本概念、分类（无限冲激响应IIR滤波器和有限冲激响应FIR滤波器）及其在信号处理中的重要作用。我们将讨论滤波器的性能指标，如通带、阻带、过渡带、衰减、相位响应等，并解释这些指标如何影响滤波器的选择和设计。 有限冲激响应（FIR）滤波器设计： FIR滤波器因其线性相位特性而备受青睐。我们将详细介绍几种常用的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等），以及这些窗函数如何影响滤波器的频率响应和过渡带宽度。在此基础上，介绍频率采样法和最优逼近法（如Remez-Parks算法），这些方法能够设计出更优的FIR滤波器，满足更严格的设计要求。 无限冲激响应（IIR）滤波器设计： IIR滤波器通常能以较低的阶数实现较陡峭的过渡带，设计效率更高。我们将介绍IIR滤波器设计的几种主要方法，包括模拟滤波器的迁移法（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器），以及直接设计法。详细讲解双线性变换法、脉冲不变法等从模拟滤波器到数字滤波器的转换技术，并分析不同模拟滤波器的特性如何映射到数字滤波器。 滤波器实现： 介绍FIR和IIR滤波器在硬件或软件中的实现结构，包括直接型、规范型等结构。讨论滤波器实现的运算复杂度、存储需求以及对数值精度的影响，为实际工程应用提供指导。 第三部分：数字信号处理算法与应用 本部分将深入探讨一些重要的数字信号处理算法，并结合实际应用场景，展示DSP的强大能力。 离散傅里叶变换（DFT）的高级应用： 除了基本的频谱分析，我们还将探讨DFT在其他方面的应用，如卷积定理在数字信号处理中的应用，快速卷积算法的实现。 多速率信号处理： 介绍多速率信号处理的基本概念，包括信号的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）。详细讲解这些操作如何用于改变信号的采样率，以及它们在数据压缩、通信系统中的应用。讨论多速率信号处理的级联结构和滤波器组。 谱分析技术： 除了基本的DFT，我们还将介绍更高级的谱分析技术，如周期图法、Welch法、以及现代谱估计方法。这些方法能够更准确地估计信号的功率谱密度，尤其是在存在噪声的情况下。 自适应信号处理： 介绍自适应滤波器的基本原理，即滤波器系数能够根据输入信号的统计特性自动调整。重点讲解LMS（Least Mean Squares）算法和RLS（Recursive Least Squares）算法，并展示其在噪声消除、回声消除、信道均衡等领域的应用。 信号压缩与编码： 介绍信号压缩的基本原理，包括无损压缩和有损压缩。重点讲解离散余弦变换（DCT）在图像和音频压缩（如JPEG、MP3）中的核心作用，以及小波变换在多分辨率分析和信号表示中的优势。 实例分析与实践： 本部分将结合实际工程问题，展示数字信号处理技术的应用。例如： 音频信号处理： 音频信号的采样、量化、滤波、噪声抑制、音效增强、语音识别基础。 图像与视频处理： 图像的采样、量化、滤波、边缘检测、图像增强、特征提取、视频压缩基础。 通信信号处理： 调制解调、信道估计、均衡、误码率分析、OFDM技术基础。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等信号的采集、滤波、特征提取与分析。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 1. 理解数字信号处理的基本概念、数学工具和理论基础。 2. 掌握采样定理的原理和在实际应用中的意义。 3. 熟练运用DFT和FFT进行信号的频谱分析。 4. 理解Z变换的性质及其在系统分析中的应用。 5. 掌握FIR和IIR滤波器的设计原理和方法，并能够根据性能要求选择合适的滤波器。 6. 了解多速率信号处理、自适应信号处理等高级技术。 7. 认识数字信号处理在各个工程领域中的广泛应用，并具备初步的应用能力。 本书适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学、自动化等专业本科生和研究生的教材或参考书，同时也适用于对数字信号处理感兴趣的工程师和科研人员。本书内容由浅入深，理论与实践相结合，旨在培养读者扎实的理论功底和解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我最近在读的这本《现代嵌入式系统软件架构》，真是让人爱不释手，尤其是对于那些习惯了传统面向对象编程的开发者来说，它提供了一种全新的思维框架。这本书花了很大篇幅去探讨实时操作系统（RTOS）内核的调度机制，从时间片轮转到优先级继承协议，讲解得极其透彻，让我对系统响应的确定性有了更深层次的认识。更妙的是，它并没有停留在理论层面，而是紧密结合了实际的嵌入式处理器特性，比如缓存一致性和内存保护单元（MPU）的使用策略，这在以往读过的许多书籍中是很少被如此细致地剖析的。我特别欣赏作者在描述软件设计模式时的那种严谨性，他们讨论了Actor模型在分布式嵌入式节点间通信中的应用，并辅以C++11/14的现代语言特性来优化代码的健壮性和可维护性。读完之后，我感觉自己编写的底层驱动代码和任务管理逻辑都有了质的飞跃，不再是简单的堆砌代码块，而是真正从系统级的角度去构建一个稳定、高效的软件平台。

评分☆☆☆☆☆

这本我刚淘到的关于《电磁兼容性设计》的书，简直是打开了我对电子产品设计世界的新大门。过去总觉得电路板上的那些小毛病，无非就是设计上的失误，但这本书深入浅出地讲解了电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）是如何在复杂的电磁环境中相互作用的。它不是那种堆砌公式的枯燥教材，而是充满了实战案例，比如如何通过优化PCB布局、选择合适的屏蔽材料，甚至是调整元器件的摆放位置，来显著降低辐射和传导干扰。尤其让我印象深刻的是其中关于“环路面积最小化”的章节，作者用生动的比喻解释了为什么一个看似微不足道的走线变化，能对整个系统的稳定性产生天翻地覆的影响。对于一个正在进行新产品开发的工程师来说，这本书提供的不仅仅是理论知识，更是一套立即可用的“排雷指南”，让我对如何设计出更可靠、更符合行业标准的电子设备有了清晰的路线图。里面的图示和仿真结果分析也非常专业，极大地帮助了我理解那些抽象的电磁场行为。

评分☆☆☆☆☆

我最近翻阅的这本关于《高性能计算中的并行编程范式》，简直是为我这种需要处理海量数据分析任务的人量身定做的。它没有仅仅停留在OpenMP或者MPI这些基础API的介绍上，而是将重点放在了如何构建适应不同并行架构（如CPU多核、GPU异构、甚至FPGA）的通用算法框架上。作者独到的见解在于，他们强调了“数据局部性”和“通信开销”的权衡艺术，通过大量的性能剖析工具（如VTune, Nsight）的实际输出图表，直观地展示了不同并行策略对实际运行时间的巨大影响。我尤其喜欢它对“任务图”和“数据流编程”的讨论，这让我意识到，在超大规模并行计算中，同步等待往往是最大的瓶颈，而更优的解法可能是将计算过程分解为一系列相互依赖但可独立执行的微任务。这本书的案例代码都是用Fortran和C++混合编写的，非常贴合工业界大型科学计算的实际应用场景，读起来酣畅淋漓，极具操作指导价值。

评分☆☆☆☆☆

最近沉浸在这本《数字图像处理与计算机视觉基础》之中，它给我的感觉就像是拿着一把精密的瑞士军刀，既能处理底层的像素级运算，又能搭建高层的语义理解模型。这本书的结构安排非常巧妙，前半部分对傅里叶变换、小波变换在图像去噪和增强中的应用进行了详尽的数学推导和直观解释，让我明白了为什么某些滤波器能有效去除高频噪声而保留边缘信息。后半部分则直接切入了深度学习在图像识别中的前沿应用，特别是作者对卷积神经网络（CNN）中不同层级特征提取的层次性分析，阐述得非常清晰——从简单的边缘检测到复杂的物体定位，每一步的“学习”是如何映射到数学操作上的。书中提供的MATLAB和Python代码示例代码质量极高，可以直接在自己的项目中拿来复用和修改，极大地加速了我的学习和原型设计过程，真正做到了理论与实践的完美融合。

评分☆☆☆☆☆

不得不提我正在啃的这本《高级半导体器件物理学》，这本书的深度绝对能让专业背景稍浅的读者望而却步，但对于立志要在器件层面有所突破的研究人员来说，简直是圣经级别的存在。它完全颠覆了我对PN结和MOSFET工作原理的传统认知。作者没有满足于教科书上的简化模型，而是深入到了量子力学的层面去解释载流子的输运机制，比如隧道效应、载流子散射的微观过程，以及在纳米尺度下器件性能如何急剧恶化。书中详尽地分析了FinFET和GAA（Gate-All-Around）结构的设计优化，以及如何通过先进的材料科学（如III-V族半导体）来突破硅基CMOS的物理极限。大量的数学推导虽然繁琐，但每一步逻辑都环环相扣，清晰地展现了从材料到器件性能的直接联系。读完这一部分，我才真正理解了为什么先进工艺节点的芯片制造成本会如此高昂，因为背后隐藏的物理学挑战是如此巨大而精妙。