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陈后金，薛健，胡健著 著

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• 频谱分析
• 图像处理

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040247213

商品编码：29692093443

包装：平装

出版时间：2008-11-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：27.80元

作者：陈后金,薛健,胡健著

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-11-01

ISBN：9787040247213

字数：380000

页码：313

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.422kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是2004年出版的北京交通大学陈后金主编<数字信号处理》一书的修订版。本书版于2001年被列为普通高等教育“十五”*规划教材，2003年被列为高等教育百门精品课程教材建设计划精品项目。第2版被列为普通高等教育“十一五”*规划教材。
本书介绍数字信号处理的基本原理、基本分析方法和处理技术。简要介绍离散时间信号和系统的时域、频域和：域分析的基础理论，重点介绍离散Fourier变换的原理，以及DFT快速算法在信号处理中的应用，深入讨论IIR和FIR数字滤波器的设计方法。根据信息技术的发展，阐述*信号经典功率谱估计的基本理论，简要介绍多速率信号处理以及信号的小波分析。
本书内容丰富，强调基本理论、基本概念和基本方法，注重数学概念、物理概念和工程概念，并将计算机仿真软件MATLAB与教材内容紧密结合，增加了设计性、综合性和工程性的例题及习题。体现了经典与现代相结合，基本理论与工程技术相结合，解析方法与计算机辅助分析相结合。全书叙述深入浅出，条理清楚，概念清晰。
本书可作为通信与信息系统、交通信息与控制工程、信号与信息处理、生物医学工程等学科专业本科生教材，也可供有关领域的科技工作者自学参考。

目录

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作者介绍

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陈后金教授，二级教授，博士生导师，高等学校教学名师奖获得者，北京交通大学国家电工电子教学基地主任，国家电工电子实验教学示范中心主任，教育部电子电气基础课程教指委委员，全国电路、信号与系统、电磁场教学与教材研究会常务理事。 主要研究方向为数字信号与

文摘

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序言

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《光影之间：现代影像技术的光学基础与数字成像原理》 引言 在信息爆炸的时代，影像作为信息传递最直观、最生动的方式，其重要性不言而喻。从社交媒体上瞬间分享的动态瞬间，到电影银幕上栩栩如生的宏大叙事，再到医学影像中揭示人体奥秘的精密探测，影像技术以前所未有的深度和广度渗透到我们生活的方方面面。然而，我们往往沉浸于影像带来的便捷与震撼，却鲜少深入探究其背后的科学原理。本文所著《光影之间：现代影像技术的光学基础与数字成像原理》旨在拨开层层迷雾，带领读者一同探索构成现代影像技术核心的物理基础——光学的奥秘，以及这些光学原理如何转化为我们今天所熟知的数字成像系统。本书并非一本晦涩难懂的学术专著，而是一次对光与影互动方式的科学解读，是对我们如何感知世界、如何记录世界、又如何通过影像技术拓展感知边界的系统性梳理。 第一部分：光学的基石——经典光学与波动光学 要理解数字成像，首先必须理解光本身。本书将从最基础的经典光学概念入手，回顾光的直线传播、反射和折射定律。我们将详细解析透镜和镜面的成像原理，包括焦距、物距、像距之间的关系，以及成像的性质（实像、虚像、倒立、正立、放大、缩小）。这些基础知识是理解相机镜头、显微镜、望远镜等光学器件工作机制的基石。 随后，我们将深入到波动光学领域，探讨光的干涉、衍射和偏振现象。干涉和衍射揭示了光作为一种波的本质，它们解释了为何光通过狭缝或两个光源叠加时会产生明暗相间的条纹，这是理解许多光学仪器（如干涉仪、衍射光栅）和光学现象（如彩虹、肥皂泡的色彩）的关键。偏振光则描述了光波电场振动的方向性，它在偏振片、液晶显示等现代技术中扮演着至关重要的角色。我们将通过清晰的图示和生动的例子，阐释这些看似抽象的物理概念，并初步勾勒出它们在早期成像技术中的应用，例如利用偏振光过滤眩光。 第二部分：从模拟到数字——影像的记录与量化 在掌握了光的传播和成像的基本原理后，本书将进入第二个核心部分，即探讨如何将这些光学现象转化为可记录的影像。我们将首先回顾模拟成像技术的发展历程，重点介绍胶片摄影的工作原理。从感光材料（如卤化银）如何响应光线，到显影、定影等化学过程如何固化影像，胶片成像的每一步都蕴藏着精妙的化学与物理交互。虽然胶片成像在今天已逐渐被数字成像取代，但其原理仍为我们理解“记录光线”这一核心概念提供了宝贵的参照。 紧接着，本书将重点转向数字成像的核心——像素化。我们将深入解析数字成像传感器（如CCD和CMOS）的工作机制。这部分内容将详细阐述光电转换过程：光子如何照射到传感器表面，如何激发半导体材料中的电子，以及这些电子如何被收集并转化为电信号。我们将讲解像素的概念，即图像由无数个微小的“像素点”组成，每个像素点都记录了特定位置的光强度和色彩信息。 本书将详细介绍色彩的数字化表示。我们将探讨人眼感知颜色的生理机制，以及如何通过三原色（红、绿、蓝）混合来模拟人眼所能看到的各种色彩。随后，我们将深入讲解数字图像的色彩模型，如RGB模型，并解释位深度（bit depth）的概念，它决定了每个颜色通道能够表示的灰度级数，从而影响图像的色彩表现力和细节层次。 第三部分：数字成像系统的构成与优化 数字成像不仅仅是传感器捕捉光线，它是一个复杂的系统工程。本书的第三部分将全面剖析一个典型的数字成像系统，包括其各个关键组成部分及其协同工作的方式。 光学系统（镜头）： 我们将再次审视镜头在数字成像中的作用，重点关注其对图像质量的影响，如分辨率、畸变、色差、眩光等。我们将讨论不同类型的镜头（广角、长焦、定焦、变焦）如何影响成像视角和画面效果，以及现代镜头设计中如何运用先进的光学材料和结构来优化成像性能。 成像传感器： 在此部分，我们将更深入地探讨传感器类型的差异（CCD vs. CMOS），它们的优缺点，以及其在不同应用场景下的适用性。我们将介绍传感器的尺寸、像素密度、感光度（ISO）等关键参数如何影响图像的信噪比、动态范围和低光表现。 图像处理单元（ISP）： 这是数字成像系统的大脑。本书将详细介绍ISP在成像过程中的核心作用，包括： 去马赛克（Demosaicing）： 由于大多数传感器采用拜耳滤镜阵列，每个像素点只能记录红、绿、蓝三种颜色中的一种，ISP需要通过复杂的算法来重建每个像素点的完整色彩信息。 白平衡（White Balance）： 调整图像的色彩，使其在不同光源环境下呈现自然的色彩平衡。 色彩校正与饱和度调整： 优化图像的色彩表现，使其更符合人眼的观感。 降噪（Noise Reduction）： 消除由于传感器自身电子噪声或低光照引起的图像噪点。 锐化（Sharpening）： 增强图像的细节和边缘清晰度。 曝光控制与动态范围扩展（HDR）： 调整图像的整体亮度，并尽可能保留高光和阴影部分的细节。 镜头校正： 补偿镜头的畸变、暗角和色散。 压缩算法（如JPEG）： 将原始的数字图像数据进行压缩，以减小文件大小，便于存储和传输。我们将探讨无损压缩和有损压缩的区别，以及JPEG压缩的原理和对图像质量的影响。 第四部分：现代影像技术的进阶应用与未来展望 在对数字成像的基本原理和系统构成有了深入理解后，本书的第四部分将把目光投向现代影像技术的各种进阶应用，并展望其未来的发展方向。 视频成像：我们将探讨视频成像与静态图像成像的区别，如帧率、分辨率、视频编码标准（如H.264, H.265）等。我们将解析视频拍摄过程中涉及的连续性、运动补偿、色彩管理等关键技术。 3D成像与全息影像：本书将初步介绍3D成像技术的基本原理，如立体视觉、双目视差，以及全息影像如何利用光的干涉和衍射来重建三维场景。 计算摄影（Computational Photography）： 这是当今影像技术发展的重要趋势。我们将探讨计算摄影如何通过软件算法和多帧合成等技术，突破传统光学成像的物理限制，实现诸如智能HDR、夜景模式、人像模式（背景虚化）、超分辨率成像等令人惊叹的效果。 新兴影像技术：我们将对超光谱成像、热成像、X射线成像等在科学研究、工业检测和医疗诊断中发挥重要作用的新兴影像技术进行介绍，揭示它们如何利用不同波段的光或电磁波来获取信息。 影像技术的发展趋势： 最后，本书将对未来影像技术的发展趋势进行展望，包括更高分辨率的传感器、更智能的图像处理算法、更轻便紧凑的光学系统、以及人工智能在影像内容生成和分析中的作用等。 结语 《光影之间：现代影像技术的光学基础与数字成像原理》希望通过系统而深入的讲解，让读者不仅能够欣赏到精美的影像，更能理解其背后蕴含的科学智慧。从经典光学定律的光芒，到现代数字传感器捕捉的每一个光子，本书致力于搭建一座连接物理世界与数字影像世界的桥梁。希望通过本书的学习，读者能够以全新的视角审视我们周围的影像世界，并对未来影像技术的无限可能充满期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对通信世界的一扇全新的窗户。我之前一直对那些复杂的电磁波理论感到头疼，觉得它们像是高不可攀的空中楼阁。然而，作者非常巧妙地将那些抽象的概念用生动易懂的语言描绘出来，就像是把一幅幅原本模糊不清的画卷，用高清的画质呈现在我的眼前。尤其是关于信道编码和调制的章节，作者没有仅仅停留在数学公式的堆砌上，而是深入浅出地解释了它们在实际通信系统中是如何协同工作的，比如手机信号如何在拥挤的城市中保持稳定，Wi-Fi信号又是如何穿墙而过的。阅读的过程中，我时常会停下来，不是因为看不懂，而是因为被那种豁然开朗的感觉所震撼。那种感觉就像是，你原本以为世界是由砖头砌成的，突然有人告诉你，其实它是由无数微小而精密的齿轮驱动的。对于任何想从“知道”通信原理到真正“理解”其内在逻辑的工程技术人员或者爱好者来说，这本书无疑是一部不可多得的宝典。它不仅是知识的传授，更是一种思维方式的重塑。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的案例分析部分做得极其出色，简直是教科书级别的典范。很多技术书籍往往在理论阐述完毕后，就戛然而止，留给读者一个巨大的“工程实践鸿沟”。但这本书不同，它仿佛带着你走进了一个真实的实验室，每一步操作、每一个参数的选取都有详尽的理由支撑。我特别欣赏作者对于系统仿真和结果验证的讨论。他没有简单地给出“仿真结果如此”这样的结论，而是细致地剖析了不同滤波器设计对噪声抑制的实际影响，以及在有限精度环境下，算法鲁棒性的边界在哪里。这对于我们这些需要将理论转化为实际产品的工程师来说，其价值是无法估量的。我甚至可以想象，如果我带着这本书去指导一个毕业设计项目，我可以精确地告诉学生，在某个特定场景下，应该优先优化哪个性能指标，以及如何量化这种优化带来的成本效益。这本书的深度和广度，使其完全超越了一本普通教材的范畴，更像是一部融合了理论深度与工程智慧的实战手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的触动，在于它对“严谨性”和“可读性”之间平衡的精准把握。我读过一些非常严谨的参考书，它们在数学证明上无懈可击，但阅读体验如同啃一块硬面包，索然无味；也读过一些为了追求畅销而过度简化、流于表面的“科普读物”，它们读起来轻松，却在关键时刻无法提供解决实际问题的工具。这本书完美地避开了这两个极端。它的逻辑链条极其紧密，从第一章到最后一章，没有出现任何概念上的跳跃或逻辑上的断裂，每一步的推导都像是精密仪器的校准一样准确无误。然而，最难能可贵的是，这种严谨性并没有以牺牲阅读的流畅性为代价。作者的文风是沉稳而富有洞察力的，他总能在关键节点，用一句精辟的总结来概括一大段复杂的数学推导所蕴含的物理意义。读完这本书，我感觉我不仅获得了一套工具箱，更获得了一套处理复杂问题的思维框架，这种内化的提升，是任何短期培训或快速阅读都无法比拟的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

令人惊喜的是，这本书在探讨基础理论的同时，并没有完全忽视新兴技术的动态发展。虽然核心内容立足于经典理论的稳固基石，但在讨论到现代通信系统（比如MIMO或者OFDM的基础架构时），作者展现出了对前沿研究的敏锐洞察力。他并没有将这些前沿技术拔高到只有博士才能触及的层面，而是将其巧妙地融入到基础原理的框架内进行解释。例如，在讲解多载波技术的优势时，作者并没有直接跳到复杂的预编码矩阵，而是先通过一个简单的并行传输模型的对比，让人清晰地感受到降低符号间干扰的工程需求是如何催生出更复杂的调度机制的。这种“循序渐进，承上启下”的叙述方式，使得我对整个学科的发展脉络有了更宏观的认识。它告诉我，今天的尖端技术并非空中楼阁，而是建立在扎实而优雅的早期理论之上的必然演进。这本书让我感觉自己“跟上了时代”，而不是仅仅在学习过时的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计，实在是太“友好”了。坦白讲，很多理工科的书籍为了追求内容的“满”，经常把页面塞得满满当当，字体密密麻麻，图表拥挤不堪，让人望而生畏。但这本书显然在用户体验上下了大力气。每一张框图都清晰地标明了信号流向和处理模块的名称，而且关键的数学推导部分，作者总会用一个精炼的图形或者一个巧妙的比喻来辅助理解，有效地避免了读者陷入纯粹的符号迷宫。我个人对其中关于时域与频域相互转化的那几章印象深刻，作者没有直接用傅里叶变换的定义轰炸读者，而是用一个模拟水波纹散开和汇聚的过程，形象地解释了信号在不同域中的特征表示，这种视觉化的教学手段，极大地降低了初学者的入门门槛。读完之后，我甚至感觉自己对那些原本晦涩的公式有了一种“直觉”，而不是仅仅停留在机械记忆的层面。这表明作者不仅是该领域的专家，更是一位高明的教育家。