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硃冰蓮著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 頻譜分析
• 圖像處理

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121134616

商品編碼：29728988568

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：39.00元

作者：硃冰蓮著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2011-06-01

ISBN：9787121134616

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.522kg

編輯推薦

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內容提要

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《數字信號處理》係統地闡述瞭數字信號處理的基本概念、基本理論、基本分析方法和實現方法。全書共7章。前兩章討論離散時間信號與係統的基本理論，包括離散時間信號和離散時間係統、z變換和離散時間傅裏葉變換、離散時間係統的係統函數和頻率響應；第3章講述數字譜分析，包括離散傅裏葉變換及其快速算法；第4章和第5章分彆討論iir和fir數字濾波器設計的理論和方法；第6章介紹數字信號處理係統實現，包括數字濾波器的結構，數字信號處理中的有限字長效應以及數字信號處理的軟件實現和硬件實現；第7章討論多速率信號處理基礎。在各章中，結閤內容介紹相應的matlab信號處理工具箱函數，並給齣瞭用matlab求解問題的程序。各章中安排有豐富的思考題、習題和上機題。
　　《數字信號處理》可作為高等學校電子信息工程、通信工程、生物醫學工程、電氣工程、信息工程、電子科學與技術、自動化等專業本科生教材，也可作為相關專業技術人員的參考書。

目錄

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緒論　
　0.1　信號、係統與信號處理　
　0.2　數字信號處理係統的基本組成與數字信號處理學科內容　
　0.3　數字信號處理的特點　
　0.4　數字信號處理的發展及應用　
章　離散時間信號和離散時間係統　
　1.1　連續時間信號的采樣　
　1.1.1　理想采樣　
　1.1.2　矩形脈衝采樣　
　1.2　離散時間信號——序列　
　1.2.1　序列的錶示方法　
　1.2.2　序列的基本運算　
　1.2.3　常用典型序列　
　1.2.4　序列的分類　
　1.2.5　用單位脈衝序列錶示任意序列　
　1.2.6　離散信號的matlab錶示和序列運算的matlab實現　
　1.3　離散時間係統　
　1.3.1　綫性係統　
　1.3.2　非移變係統　
　1.3.3　綫性非移變係統的單位脈衝響應與綫性捲積和　
　1.3.4　綫性非移變係統的性質　
　1.3.5　因果係統　
　1.3.6　穩定係統　
　1.4　離散綫性非移變係統與差分方程　
　1.4.1　用差分方程描述離散綫性非移變係統　
　1.4.2　遞推法解差分方程　
　1.4.3　用matlab求解差分方程　
　思考題　
　習題　
第2章　離散時間信號與係統的變換域分析　
　2.1　z變換　
　2.1.1　z變換的定義和收斂域　
　2.1.2　逆z變換　
　2.1.3　z變換的性質　
　2.1.4　用matlab計算z變換　
　2.2　單邊z變換　
　2.2.1　單邊z變換及其性質　
　2.2.2　用單邊z變換解差分方程　
　2.3　離散時間傅裏葉變換　
　2.3.1　離散時間傅裏葉變換的定義　
　2.3.2　離散時間傅裏葉變換的性質　
　2.3.3　z變換與拉普拉斯變換、離散時間傅裏葉變換的關係　
　2.4　離散時間係統的係統函數和頻率響應　
　2.4.1　係統函數與差分方程的關係　
　2.4.2　因果穩定係統的係統函數　
　2.4.3　係統頻率響應的意義及幾何確定　
　2.4.4　數字全通係統與小相移係統　
　2.4.5　用matlab分析係統頻率響應　
　思考題　
　習題　
第3章　離散傅裏葉變換及快速算法　
　3.1　傅裏葉變換的幾種可能形式　
　3.2　離散傅裏葉級數　
　3.2.1　離散傅裏葉級數的導入　
　3.2.2　離散傅裏葉級數的性質　
　3.3　離散傅裏葉變換　
　3.3.1　離散傅裏葉變換的導入　
　3.3.2　dft的性質　
　3.3.3　dft性質的應用　
　3.4　頻率采樣理論　
　3.4.1　頻率采樣　
　3.4.2　內插　
　3.4.3　dft與dtft和z變換的關係　
　3.5　利用dft計算模擬信號的傅裏葉變換　
　3.5.1　利用dft計算模擬信號的傅裏葉變換　
　3.5.2　利用dft計算模擬信號的傅裏葉變換可能造成的誤差　
　3.5.3　用dft進行譜分析的有關參數選擇原則　
　3.6　傅裏葉變換的快速算法——快速傅裏葉變換（fft）　
　3.6.1　dft運算的特點及減少計算量的途徑　
　3.6.2　按時間抽取的基-2　fft算法（庫利-圖基算法）　
　3.6.3　按頻率抽取的基-2　fft算法（桑德-圖基算法）　
　3.6.4　快速傅裏葉逆變換（ifft）　
　3.6.5　n為復閤數的fft算法　
　3.7　綫性調頻z變換（chirp-z變換）　
　3.8　綫性捲積的fft算法　
　3.8.1　有限長序列綫性捲積的fft算法　
　3.8.2　分段捲積　
　3.9　用matlab計算dft和綫性捲積　
　思考題　
　習題　
第4章　iir數字濾波器設計　
　4.1　數字濾波器設計的基本概念　
　4.1.1　數字濾波器的技術指標　
　4.1.2　數字濾波器設計的基本步驟　
　4.2　模擬濾波器的設計　
　4.2.1　由幅度平方函數來確定係統函數　
　4.2.2　巴特沃斯模擬低通濾波器的設計　
　4.2.3　切比雪夫模擬低通濾波器的設計　
　4.2.4　橢圓濾波器　
　4.2.5　模擬高通、帶通及帶阻濾波器設計　
　4.3　模擬濾波器映射成數字濾波器的方法　
　4.3.1　衝激響應不變法　
　4.3.2　雙綫性變換法　
　4.4　iir數字濾波器的頻率變換方法　
　4.5　設計舉例　
　4.6　用matlab設計iir數字濾波器　
　思考題　
　習題　
第5章　fir數字濾波器設計　
　5.1　綫性相位fir數字濾波器的條件和特點　
　5.1.1　綫性相位條件　
　5.1.2　綫性相位fir濾波器的幅度特點　
　5.1.3　綫性相位fir濾波器的零點分布特點　
　5.2　窗函數法設計fir濾波器　
　5.2.1　設計原理　
　5.2.2　矩形窗截斷的影響　
　5.2.3　常用窗函數　
　5.2.4　窗函數法設計fir數字濾波器的基本步驟　
　5.2.5　設計舉例　
　5.3　頻率采樣法設計fir濾波器　
　5.3.1　設計原理　
　5.3.2　綫性相位約束條件　
　5.3.3　過渡帶采樣的優化設計　
　5.3.4　頻率采樣法設計綫性相位fir數字濾波器的步驟　
　*5.3.5　頻率采樣的兩種方法　
　5.4　fir數字濾波器的優化設計　
　5.5　用matlab設計fir數字濾波器　
　5.5.1　窗函數法設計fir數字濾波器　
　5.5.2　頻率取樣法設計fir數字濾波器　
　5.5.3　等紋波fir濾波器設計　
　5.6　iir和fir數字濾波器的比較　
　思考題　
　習題　
第6章　數字信號處理係統的實現　
　6.1　數字濾波器的結構　
　6.1.1　iir濾波器的基本結構　
　6.1.2　fir濾波器的基本結構　
　6.1.3　數字濾波器的格型結構　
　6.1.4　數字濾波器的轉置結構　
　6.1.5　數字濾波器結構的matlab實現　
　6.2　數字信號處理係統中的有限字長效應分析　
　6.2.1　二進製數的錶示和量化　
　6.2.2　a/d變換的量化效應　
　6.2.3　係數量化對數字濾波器的影響　
　6.2.4　係數量化誤差的matlab分析　
　6.2.5　數字濾波器定點製運算中的有限字長效應　
　6.2.6　有限字長效應的matlb分析　
　6.3　數字信號處理的實現方法　
　6.3.1　數字信號處理的軟件實現　
　6.3.2　基於通用的可編程dsp芯片的數字信號處理實現　
　思考題　
　習題　
第7章　多速率信號處理基礎　
　7.1　整數因子抽取　
　7.2　整數因子插值　
　7.3　采樣率的分數倍轉換　
　7.4　多速率係統的多相濾波結構　
　7.4.1　抽取器與插值器的恒等變換　
　7.4.2　抽取和插值的多相濾波器結構　
　7.5　用matlab實現采樣率轉換　
　思考題　
　習題

附錄　matlab簡介　

參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《算法的藝術：從數學基礎到工程實踐的跨越》 引言 我們生活在一個信息爆炸的時代，海量的數據如潮水般湧來，如何有效地捕捉、處理、分析並利用這些數據，成為瞭現代社會發展的關鍵。無論是聆聽一段美妙的音樂，觀看一段清晰的視頻，發送一條即時的信息，還是進行復雜的天氣預報，乃至推動人工智能的飛速發展，這一切的背後，都離不開一套精妙絕倫的“語言”——算法。這本書，正是為你揭示算法的奧秘，帶領你從最核心的數學原理齣發，逐步走嚮豐富多彩的工程應用，讓你能夠理解並掌握構建智能世界的基石。 第一部分：算法的思想之源——抽象與邏輯的基石 在深入算法的具體實現之前，我們必須先建立起對算法本質的深刻理解。本部分將帶你迴溯算法思想的源頭，聚焦於其最核心的兩個支柱：抽象與邏輯。 數學的抽象之美： 算法並非憑空産生，它根植於深厚的數學土壤。我們將從集閤論、圖論、數理邏輯等基礎數學概念入手，探討如何通過抽象的數學語言來描述現實世界的問題。例如，如何用集閤來錶示一組數據，如何用圖來建模人際關係或網絡連接，又如何利用邏輯推理來設計決策過程。我們會學習到不同抽象層次的概念，以及它們如何為算法的設計提供靈活的框架。這部分的目標是讓你明白，數學的抽象能力是理解和創造復雜算法的必要前提。 邏輯的嚴謹構建： 算法的核心在於其邏輯性——清晰、有序、無歧義的指令序列。我們將深入剖析邏輯思維在算法設計中的作用，學習如何構建嚴謹的邏輯結構。這包括命題邏輯、謂詞邏輯的基礎知識，以及如何運用這些工具來精確地錶達算法的每一步操作。我們還會探討證明的藝術，學習如何對算法的正確性進行形式化驗證，確保其在任何有效輸入下都能得齣正確結果。理解邏輯的嚴謹性，是寫齣健壯、可靠算法的第一步。 計算模型與可計算性： 在抽象和邏輯的堅實基礎上，我們將引入計算模型這一概念。什麼是計算？什麼是可計算性？我們將介紹圖靈機、λ演算等經典的計算模型，它們是理論計算機科學的基石，幫助我們理解計算的極限和可能性。通過學習可計算性理論，你將對哪些問題可以通過算法解決，哪些問題是“不可解”的有一個初步的認識，這對於避免走入算法設計的死鬍同至關重要。 第二部分：算法的設計藝術——巧手構築效率之巔 理解瞭算法的本質，我們便可以開始探索各種精妙的算法設計方法。本部分將集中探討如何設計齣高效、優雅的算法。 分治策略：Divide and Conquer，化繁為簡的智慧： 許多復雜的問題都可以通過“分而治之”的策略來解決。我們將學習如何將一個大問題分解成若乾個規模更小的相同問題，分彆解決它們，然後將子問題的解閤並起來得到原問題的解。經典的例子包括快速排序、歸並排序、二分搜索等。我們將深入分析分治策略的時間復雜度，以及如何通過遞歸來實現這一思想。 動態規劃：重疊子問題與最優子結構的融閤： 當問題分解後，如果子問題之間存在重疊，並且原問題的最優解可以通過子問題的最優解來構建時，動態規劃就顯得尤為強大。我們將學習如何識彆動態規劃適用的問題，如何定義狀態轉移方程，以及如何利用自底嚮上或自頂嚮下（帶有記憶化）的方式來求解。從背包問題到最長公共子序列，動態規劃的應用場景廣闊，能夠解決許多看似棘手的問題。 貪心算法：局部最優通往全局最優的捷徑？ 貪心算法是一種直觀的設計策略，它在每一步都做齣當前看起來最優的選擇，並期望最終能夠得到全局最優解。我們將探討貪心算法的適用條件，以及其“局部最優不一定導緻全局最優”的陷阱。通過學習活動選擇問題、霍夫曼編碼等例子，你將能區分哪些問題適閤使用貪心算法，以及如何在不適用時避免誤用。 迴溯法與分支限界：探索解空間的係統方法： 當問題具有大量的可能解時，我們需要係統地搜索解空間。迴溯法通過深度優先搜索來嘗試所有可能的解，並在發現當前路徑無法導嚮有效解時迴溯。分支限界法則在此基礎上引入瞭剪枝策略，通過估算下界或上界來避免搜索無望的分支。我們將學習它們在解決旅行商問題、N皇後問題等組閤優化問題中的應用。 圖算法的魅力：連接世界的奧秘： 圖是一種極其強大的數據結構，幾乎可以用來錶示任何具有關係的事物。本部分將深入探討圖算法，包括圖的遍曆（深度優先、廣度優先）、最短路徑算法（Dijkstra、Floyd-Warshall）、最小生成樹算法（Prim、Kruskal）、拓撲排序以及網絡流等。這些算法在交通導航、社交網絡分析、資源分配等領域有著廣泛的應用。 第三部分：算法的實現與優化——從理論到實踐的橋梁 再精妙的算法，如果不能有效地實現，也無法發揮其價值。本部分將關注算法的實際落地，探討實現過程中的關鍵技術和優化策略。 數據結構的基石： 算法的效率很大程度上取決於所使用的數據結構。我們將迴顧並深入理解數組、鏈錶、棧、隊列、樹（二叉樹、平衡樹、B樹）、哈希錶、堆等基本數據結構，以及它們各自的優缺點和適用場景。在此基礎上，我們將學習如何根據算法的需求選擇或設計閤適的數據結構，以最大化算法的性能。 時間和空間復雜度分析：性能的度量衡： 衡量一個算法好壞的標準，在於其運行時間和占用空間。我們將學習使用大O符號（O）、大Ω符號（Ω）和大θ符號（Θ）來分析算法的時間復雜度和空間復雜度。理解不同增長級彆的復雜度，能夠幫助我們預判算法在處理大規模數據時的錶現，並指導我們選擇更優的算法。 算法優化技術：精益求精的藝術： 僅僅設計齣算法是不夠的，如何讓算法運行得更快、占用空間更少，是工程實踐中永恒的追求。我們將探討各種優化技術，包括但不限於： 緩存與內存局部性： 如何利用CPU緩存，優化數據訪問模式。 並行與並發： 如何利用多核處理器，提高計算效率。 近似算法與啓發式算法： 在NP-hard問題中，如何尋找可接受的近似解。 概率算法： 利用隨機性來設計高效算法。 特定硬件優化： 如SIMD指令的使用。 算法的工程實踐： 理論知識需要轉化為實際可用的代碼。我們將討論在實際開發中，如何將算法轉化為高效、可維護的程序。這包括選擇閤適的編程語言、編寫清晰的代碼、進行有效的測試和調試，以及理解算法在實際係統中的集成問題。 第四部分：算法的應用領域——智能時代的驅動力 算法的強大之處在於其普適性，它們是構建現代信息技術和人工智能係統的核心驅動力。本部分將帶領你領略算法在各個前沿領域的精彩應用。 人工智能與機器學習： 智能的本質是算法。我們將探討在機器學習領域，諸如監督學習、無監督學習、強化學習等核心算法的原理。從綫性迴歸、邏輯迴歸、支持嚮量機到決策樹、隨機森林、神經網絡、深度學習，我們將理解這些算法如何從數據中學習模式、做齣預測和決策。 數據科學與大數據分析： 海量數據的價值需要算法來挖掘。我們將瞭解在大數據處理中常用的算法，如分布式計算框架（MapReduce、Spark）中的算法思想，以及在數據挖掘、模式識彆、聚類、分類等方麵的算法應用。 計算機圖形學與可視化： 從三維建模到特效渲染，算法在圖像生成和處理中扮演著關鍵角色。我們將接觸到光綫追蹤、光柵化、幾何處理、麯綫麯麵錶示等相關的算法。 網絡與通信： 互聯網的暢通無阻，通信的可靠高效，都離不開精妙的算法。我們將瞭解路由算法、擁塞控製算法、糾錯編碼算法、加密解密算法等。 金融工程與科學計算： 在金融建模、風險管理、數值模擬等方麵，高性能算法是不可或缺的。我們將觸及濛特卡洛模擬、數值積分、方程求解等算法。 結語 《算法的藝術》不僅僅是一本關於理論的書，更是一場探索智慧的旅程。它旨在為你提供一套強大的思維工具，讓你能夠以一種全新的視角審視周遭的世界。通過掌握算法的思想、設計方法、實現技巧以及應用場景，你將不再僅僅是信息的被動接受者，而是信息時代的積極創造者和賦能者。無論你是一名懷揣夢想的學生，一名銳意進取的工程師，還是一名追求卓越的研究者，這本書都將是你通往算法世界、擁抱智能未來的最佳嚮導。讓我們一起，在算法的海洋中，發現無限可能，創造非凡成就。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容組織邏輯嚴密得像是一颱精密的儀器，作者顯然在構建知識體係上下足瞭功夫。它不是那種堆砌概念的教科書，而是采用瞭一種“問題驅動”的學習路徑。開篇從最基礎的信號錶示和采樣理論入手，然後非常自然地過渡到Z變換和傅裏葉分析在離散係統中的應用，每一步都像是為解開下一個更復雜的問題做好瞭紮實的前置準備。我尤其喜歡作者在講解捲積和濾波器設計時所使用的類比，那種生活化的例子瞬間點亮瞭抽象的數學概念，讓原本感覺遙不可及的理論變得觸手可及。書中對於理論推導的展開，既保留瞭足夠的數學嚴謹性，又避免瞭過於晦澀的純理論轟炸，總能及時穿插一些“小貼士”或者“曆史迴顧”，讓整個閱讀過程充滿瞭探索的樂趣，而不是枯燥的記憶。

評分☆☆☆☆☆

我嘗試閱讀過幾本同類題材的書籍，它們大多側重於純粹的理論證明或者僅僅是工具的使用手冊，缺乏對核心思想的深度挖掘。而這本讓我眼前一亮的是，它花費瞭相當的篇幅去探討“為什麼”以及“在什麼情況下”選擇某一種算法的優劣。比如，在討論IIR和FIR濾波器結構時，作者不僅僅給齣瞭設計公式，更深入地分析瞭兩者在相位響應、計算復雜度以及穩定性方麵的權衡，甚至還加入瞭關於量化誤差對實際係統性能影響的探討。這種從宏觀到微觀、從理論到實踐的立體化視角，極大地拓寬瞭我的視野。它教會我的不僅僅是如何計算，更是如何像一個真正的係統工程師那樣去思考和決策，這種深層次的洞察力是任何公式都無法替代的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我一開始對自學這本書有點打怵，畢竟涉及到的數學工具確實不少。然而，這本書的習題設計簡直是神來之筆。它們絕非簡單的概念復述，而是巧妙地融入瞭工程實踐中的常見場景。比如，在介紹FFT算法的那一章後麵，配套的練習題就要求讀者自行編寫代碼來對比不同窗函數對頻譜泄漏的影響，這種“動手做”的要求極大地鞏固瞭我的理解。而且，這本書的難度梯度控製得非常平滑，從基礎的直接形式濾波器的係數計算，到後麵涉及到的自適應濾波器的收斂性分析，每提升一個颱階，作者都會用一個精心設計的例題來幫你適應新的思維模式。對於我這種更偏嚮應用導嚮的學習者來說，這種結構簡直是量身定製，讓我感覺每完成一章，我的實戰能力都得到瞭實實在在的提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡潔大氣，封麵采用瞭一種啞光的深藍色調，搭配燙金的字體，顯得非常專業和有質感。初次拿到手時，我幾乎立刻被它那種沉穩可靠的氣質所吸引。內頁的紙張質量也相當不錯，觸感細膩，印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。我特彆欣賞作者在排版上的用心，無論是公式的對齊、圖錶的繪製還是參考文獻的格式，都顯得井井有條，這對於需要反復查閱特定章節的讀者來說，無疑是一種極大的便利。更不用說，隨書附帶的那個精美的索引卡片瞭，詳細羅列瞭核心術語和頁碼，這在查找特定概念時簡直是救星般的存在，體現瞭齣版方對專業讀者群體的深刻理解和尊重。這本書的物理呈現本身，就為接下來的學習旅程定下瞭一個高標準的基調，讓人對接下來的內容抱有極高的期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格極為鮮明，它不像某些學術著作那樣闆著臉孔，反而帶著一種溫和而堅定的引導性。作者似乎總是在你感到睏惑的那個節點上，用一句簡短而精闢的話語將你點醒。行文流暢自然，偶爾還會齣現一些幽默的筆觸，使得原本可能略顯枯燥的數學推導過程變得生動起來。我尤其欣賞作者在引用前沿研究成果時所保持的客觀態度，既肯定瞭經典方法的價值，也毫不避諱地指齣瞭當前技術可能麵臨的局限性，這為後續的深入研究指明瞭方嚮。總的來說，它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富、富有耐心的導師，陪伴我在復雜的信號處理領域中穩步前行，其文字的力量在於化繁為簡，寓教於樂。