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印勇 著

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• 信号处理
• 数字信号处理
• 傅里叶变换
• 滤波器设计
• 通信系统
• 图像处理
• MATLAB
• 自适应滤波
• 小波分析
• 时频分析

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563522415

商品编码：29728346057

基本信息

书名：信号处理教程

定价：25.00元

作者：印勇

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：

ISBN：9787563522415

字数：

页码：

版次：1

装帧：

开本：

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编辑推荐

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内容提要

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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：原理与应用》 引言 在信息爆炸的时代，信号无处不在，从通信、医疗到娱乐、工业，数字信号处理（DSP）技术已经渗透到我们生活的方方面面，成为现代科技不可或缺的基石。本书《数字信号处理：原理与应用》旨在为读者提供一个系统、深入且易于理解的DSP学习平台，帮助读者掌握核心概念、理解关键算法，并能够将其应用于实际工程问题中。本书不仅适合电子工程、通信工程、计算机科学等相关专业的学生，也适合从事相关领域研究与开发的工程师和技术人员。 本书特色 系统性与全面性： 本书内容涵盖了数字信号处理的经典理论和前沿技术，从基础的离散时间信号与系统，到复杂的自适应滤波和谱估计，力求为读者构建一个完整的知识体系。 理论与实践相结合： 每一章都紧密联系实际应用，通过丰富的实例和图示，帮助读者将抽象的理论概念具象化，并理解其在现实世界中的价值。 易于理解的数学表达： 虽然DSP涉及较多数学工具，本书在引入这些工具时，力求用清晰简洁的语言进行阐释，并辅以直观的图形解释，降低学习门槛。 丰富的习题与项目： 每章末都配有精心设计的习题，涵盖概念理解、理论推导和工程实践等多个层面，帮助读者巩固所学知识。此外，本书还提供了一些小型项目建议，鼓励读者动手实践，提升解决实际问题的能力。 前沿技术的初步介绍： 在完成基础理论的学习后，本书也对一些新兴的DSP应用和技术进行了初步的介绍，如小波变换、嵌入式DSP等，为读者指明进一步深入学习的方向。 目录概览 第一部分：数字信号处理基础 第一章：离散时间信号与系统 1.1 信号的定义与分类：连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，偶信号与奇信号。 1.2 基本的离散时间信号：单位冲激信号 $delta[n]$，单位阶跃信号 $u[n]$，指数信号 $a^n u[n]$，正弦/余弦信号 $cos(omega_0 n)$。 1.3 离散时间系统的基本概念：系统输入输出关系，系统的性质（线性、时不变、因果性、稳定性）。 1.4 卷积：离散时间信号的卷积定义，单位脉冲响应，线性时不变（LTI）系统的表示。 1.5 LTI系统的表示：差分方程，系统函数。 应用实例： 信号采样与重建的初步介绍。 第二章：离散傅里叶变换（DFT） 2.1 傅里叶级数与傅里叶变换回顾：连续时间信号的频谱分析。 2.2 离散时间傅里叶变换（DTFT）：离散时间信号的连续频谱，概念与性质。 2.3 离散傅里叶变换（DFT）：有限长信号的离散频谱，DFT的定义及其与DTFT的关系。 2.4 DFT的性质：周期性，线性，时移，频移，共轭对称性，卷积性质，Parseval 定理。 2.5 快速傅里叶变换（FFT）：DFT计算的效率问题，基-2蝶形运算，Cooley-Tukey算法。 应用实例： 频谱分析，周期信号检测。 第三章：Z变换 3.1 Z变换的定义：连续时间傅里叶变换的推广，复变量 $z$。 3.2 收敛域（ROC）：Z变换存在的条件，ROC的性质。 3.3 Z变换的性质：线性，时移，尺度变换，微分，卷积，初始值定理，终值定理。 3.4 常用信号的Z变换对：单位冲激，单位阶跃，指数信号，正弦/余弦信号。 3.5 LTI系统的系统函数：利用Z变换分析LTI系统的频率响应。 3.6 逆Z变换：偏微分数法，留数法，长除法。 应用实例： 系统稳定性分析，零极点分析。 第二部分：数字滤波器设计 第四章：无限冲激响应（IIR）滤波器设计 4.1 数字滤波器概述：理想滤波器与实际滤波器。 4.2 IIR滤波器的基本结构：直接型，典范型。 4.3 模拟滤波器设计回顾：Butterworth，Chebyshev，Elliptic滤波器。 4.4 模拟滤波器到数字滤波器的转换：脉冲响应不变法，双线性变换法。 4.5 IIR滤波器设计步骤：规格确定，模拟原型设计，频率响应转换，系数计算。 4.6 IIR滤波器设计实例：低通，高通，带通，带阻滤波器的设计。 应用实例： 音频信号滤波，控制系统中的滤波器。 第五章：有限冲激响应（FIR）滤波器设计 5.1 FIR滤波器的优点：线性相位，稳定性。 5.2 FIR滤波器的基本结构：直接型，移位寄存器型。 5.3 FIR滤波器设计方法：窗函数法（矩形窗，Hanning窗，Hamming窗，Blackman窗，Kaiser窗），频率采样法，最优（Parks-McClellan）算法。 5.4 窗函数法的分析：频率分辨率与阻带衰减的权衡。 5.5 Parks-McClellan算法（Remez交换算法）：等波纹滤波器设计。 5.6 FIR滤波器设计实例：低通，高通，带通，带阻滤波器的设计。 应用实例： 数据通信中的均衡器，图像处理中的滤波器。 第三部分：信号处理的高级主题与应用 第六章：多速率信号处理 6.1 信号的抽取与插值：下采样（Decimation）和上采样（Interpolation）。 6.2 上下采样器模型：理想采样器，实际采样器。 6.3 多速率滤波器的结构：Polyphase分解。 6.4 应用：变采样率系统，模数/数模转换器的抗混叠滤波器。 应用实例： CD播放器中的采样率转换，数字电视中的信号处理。 第七章：自适应滤波器 7.1 自适应滤波器的概念：根据输入信号自动调整滤波器系数。 7.2 最小均方（LMS）算法：算法原理，收敛性分析。 7.3 递归最小二乘（RLS）算法：算法原理，性能比较。 7.4 自适应滤波器的应用：噪声消除，回声消除，信道均衡。 应用实例： 通信系统中的信号恢复，语音通信中的回声抑制。 第八章：谱估计 8.1 周期图法：功率谱密度（PSD）的估计。 8.2 改进的周期图法：Welch方法。 8.3 模型法：AR模型，MA模型，ARMA模型。 8.4 现代谱估方法：Burg方法，Yule-Walker方程。 应用实例： 语音信号的基频估计，地震波的分析。 第九章：小波变换 9.1 傅里叶变换的局限性：时间和频率的权衡。 9.2 小波变换的概念：时间-频率分析，多分辨率分析。 9.3 连续小波变换（CWT）与离散小波变换（DWT）。 9.4 Mallat算法：快速离散小波变换。 9.5 小波变换的应用：信号去噪，图像压缩，特征提取。 应用实例： 医学影像去噪，人脸识别中的特征提取。 第十章：数字信号处理在通信系统中的应用 10.1 数字通信概述：信源编码，信道编码，调制解调。 10.2 滤波器在通信系统中的作用：基带滤波，带通滤波。 10.3 均衡器：信道失真补偿。 10.4 语谱分析与合成：语音编码。 应用实例： 移动通信，数字广播。 第十一章：数字信号处理在图像与视频处理中的应用 11.1 数字图像与视频的表示。 11.2 图像增强与复原：滤波，去模糊。 11.3 图像压缩：JPEG，MPEG。 11.4 边缘检测与特征提取。 应用实例： 医学影像，安防监控。 结论 《数字信号处理：原理与应用》旨在为读者打开一扇通往数字信号处理世界的大门。本书所涵盖的内容，从最基础的信号系统理论，到深入的滤波器设计，再到前沿的小波变换和各种实际应用，力求为读者提供一个扎实而全面的知识基础。通过理论学习与实践练习的结合，相信读者能够逐步掌握数字信号处理的核心技术，并能够将其创造性地应用于解决各种工程问题，在日新月异的科技领域中不断探索与创新。 附录： 常用信号的傅里叶变换对 常用信号的Z变换对 MATLAB/Python DSP函数库简介 本书的编写力求严谨，但由于篇幅限制和个人能力的局限，难免存在疏漏之处，恳请各位读者批评指正。

评分☆☆☆☆☆

这本书的自洽性和严谨性是毋庸置疑的，它在概念的定义上极为审慎和精确，几乎找不到可以被曲解的地方。对于像拉普拉斯变换这种核心工具，作者不仅详尽地推导了其定义、收敛域，还花了整整一章的篇幅来讨论其在系统稳定性和瞬态响应分析中的应用，这种层层递进的讲解，确保了读者对该工具的掌握是立体而非单一平面的。我发现书中对“为什么”的解释非常到位，很多时候，别的书只会告诉你“这样做是正确的”，而这本书会追溯到最初的物理假设或者数学公理，解释为什么必须这样定义，这种对基础的执着，使得读者在面对新的、未曾见过的信号处理问题时，能够凭借扎实的理论功底进行类比和推理，而不是仅仅依赖于记住已有的公式模板。这种对基础逻辑链条的刻画，是区分一本优秀教材和普通参考书的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源管理和迭代更新，体现了出版方和作者对读者的长远负责态度。虽然我主要使用的是纸质版，但我通过随书附带的指引，体验了配套的在线学习平台。那里的交互性远超我的预期，不仅仅是习题答案的简单核对，更重要的是，它提供了一些由MATLAB/Python编写的交互式仿真脚本。通过这些脚本，我可以实时地修改滤波器的系数、改变输入信号的类型，并立即在时域和频域观察到输出结果的变化，这种即时反馈的学习机制，对于固化抽象知识点极其有效。我曾经对IIR滤波器的极点位置与其频率响应的关联感到困惑，但在运行了脚本，亲手拖动极点后，那种豁然开朗的感觉是任何二维图示都无法比拟的。这种软硬件结合的教学理念，让这本书在数字时代依然保持了其强大的生命力和前沿性，感觉它不仅仅是一本书，更是一个持续学习和探索的生态系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和实践广度之间找到了一个近乎完美的平衡点。对于像我这样的工科学生来说，只掌握纯粹的数学推导是远远不够的，我们更需要知道这些理论在实际硬件或软件中是如何落地的。这本书在这方面做得尤为出色，在讲解完数字滤波器设计（如IIR和FIR）后，它紧接着就提供了关于如何选择合适的截断长度、如何处理量化误差的讨论，这些都是教科书上通常一带而过，但在实际工程中却至关重要的“陷阱”。更赞的是，书后附带的那些案例分析，虽然没有直接给出完整的代码清单（这反而更好了，强迫读者自己动手），但却清晰地指明了每一步的计算逻辑和可能遇到的数值稳定性问题。我个人特别欣赏它对小波变换部分的处理，没有止步于理论的罗列，而是深入分析了小波包分解在特定信号去噪任务中的优势，这为我后续的毕业设计提供了非常清晰的思路方向。

评分☆☆☆☆☆

这部教材的排版和印刷质量简直令人赞叹，拿在手里就有一种沉甸甸的质感，纸张的白度和光滑度都恰到好处，使得即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。尤其是书中那些复杂的数学公式和图表，线条清晰，墨迹均匀，即便是初学者也能轻易辨认出每一个细节。我注意到作者在处理一些关键概念的视觉呈现上花费了大量心思，比如傅里叶变换的示意图，不仅给出了标准的图形，还通过不同颜色的曲线和阴影区域来强调频率分量的变化过程，这种细致入微的设计，极大地降低了理解抽象概念的难度。此外，书中的章节划分逻辑严密，从基础的离散时间信号讲起，逐步过渡到Z变换和滤波器设计，整个知识体系的构建如同搭建精密的建筑，每一步都有坚实的基础支撑，让人在学习过程中充满信心，很少有“迷路”的感觉。作者对插图的运用简直是教科书级别的典范，它们不仅仅是装饰，更是辅助理解的强大工具，我甚至在没有仔细阅读文字的情况下，仅通过观察图示，就能对某些滤波器的时域和频域响应有一个初步的、直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的讲解方式感到非常惊喜，它完全摆脱了传统教材那种干巴巴的、公式堆砌的枯燥感。作者似乎非常懂得如何与读者进行“对话”，他总能在引入一个复杂理论之前，先用一个生动的、贴近实际工程应用的例子来引入动机。比如在介绍卷积积分时，他没有直接抛出那个令人望而生畏的积分表达式，而是先描述了一个声学回响的物理过程，将信号和系统视为声音的“输入”和房间的“特性”，这样一来，卷积的数学操作就立刻拥有了物理意义，不再是孤立的符号运算。这种“从现象到本质”的叙述路径，极大地激发了我探索背后的数学原理的兴趣。而且，作者的语言风格非常幽默且富有洞察力，偶尔还会穿插一些对数学家或工程师的轶事，使得原本可能略显沉闷的理论学习过程变得妙趣横生。阅读这本书，我常常感觉自己不是在啃一本教材，而是在一位经验丰富的工程师的指导下，一步步揭开信号处理的面纱，这种陪伴感是很多其他教材所不具备的。