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季秀霞 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： 國防工業齣版社

ISBN：9787118091502

商品編碼：29729400953

包裝：平裝

齣版時間：2013-12-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：32.50元

作者：季秀霞

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-12-01

ISBN：9787118091502

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《普通高等教育'十二五'規劃教材:數字信號處理》是為適應技術應用型本科院校教學的需要，針對數字信號處理課程教學基本要求和學生特點而編寫的，係統地講解瞭數字信號處理的基本原理、基本概念與基本分析方法。教材內容強化數字信號處理理論和性質的應用，簡化繁雜的公式推導過程，體現教材的應用性和工程性。《普通高等教育'十二五'規劃教材:數字信號處理》主要內容包括：時域離散信號和時域離散係統、時域離散信號和係統的頻域分析、Z變換、離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）、時域離散係統的實現、無限衝激響應數字濾波器的設計和有限衝激響應數字濾波器的設計。結閤各章內容，介紹瞭相應的MATLAB信號處理工具箱函數和相關的求解程序，並附有大量習題。《普通高等教育'十二五'規劃教材:數字信號處理》可作為技術應用型本科院校工科通信工程、電子信息工程、自動化、電子科學與技術、測控技術與儀器以及理科電子信息科學與技術等專業的本科生教材或教學參考書，也可供相關專業的技術人員參考。

目錄

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章 離散時間信號與係統
1.1 引言
1.2 離散時間信號——序列
1.3 離散時間係統
1.4 綫性移不變係統
1.5 由差分方程描述離散時間係統
1.6 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第2章 傅裏葉變換
2.1 傅裏葉變換概述
2.2 綫性移不變係統的頻率響應
2.3 傅裏葉變換的性質
2.4 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第3章 Z變換
3.1 Z變換概述
3.2 Z變換的收斂域性質
3.3 Z反變換
3.4 Z變換的性質和定理
3.5 係統函數
3.6 Z變換與傅裏葉變換的關係
3.7 單邊Z變換
3.8 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第4章 連續時間信號的采樣
4.1 信號的理想采樣
4.2 采樣信號的頻譜
4.3 時域采樣定理
4.4 信號的恢復
4.5 連續時間信號的離散時間處理
4.6 離散時間信號的連續時間處理
4.7 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第5章 離散傅裏葉變換
5.1 周期序列
5.2 離散傅裏葉級數
5.3 離散傅裏葉變換的定義與性質
5.4 有限長序列的圓周捲積
5.5 DFT與Z變換、傅裏葉變換的關係
5.6 頻域采樣
5.7 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第6章 快速傅裏葉變換
6.1 引言
6.2 時間抽取基—2FFT算法
6.3 頻率抽取基—2FFT算法
6.4 FFT實現中的具體問題
6.5 離散傅裏葉反變換（IDFT）的計算方法
6.6 任意基數的FFT算法
6.7 綫性捲積的FFT算法
6.8 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第7章 IIR濾波器的設計
7.1 引言
7.2 常用模擬濾波器設計
7.3 通過模擬濾波器設計IIR數字濾波器
7.4 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第8章 FIR濾波器的設計
8.1 FIR濾波器的綫性相位
8.2 窗函數法設計FIR濾波器
8.3 頻率取樣法設計FlR濾波器
8.4 IIR和F1R數字濾波器比較
8.5 MATLAB仿真實例
本章小結
習題
第9章 離散時間係統的實現
9.1 係統的信號流圖錶示
9.2 FIR係統的網絡結構
9.3 IIR係統的網絡結構
本章小結
習題
附錄A 模擬濾波器設計參數
附錄B IIR濾波器的頻率變換設計法
附錄C IIR濾波器的計算機輔助設計方法
附錄D FIR濾波器的等波紋逼近設計方法
附錄E 有限字長效應
附錄F 離散餘弦變換（DCT）
附錄G 離散時間信號
附錄H MATLAB信號處理工具
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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現代文明的基石：數字世界的奧秘與構建 這本書並非關於“數字信號處理”——那個專屬於工程與通信領域的嚴謹學科。相反，它是一次宏大而深入的探索，揭示瞭我們賴以生存的現代數字文明是如何一步步構建起來的，以及這些看似無形的數字世界背後隱藏著的深刻原理、驅動技術與社會影響。我們將深入淺齣地剖析信息革命的浪潮，追溯人類從簡單的計數與符號記錄，如何演進到今日觸手可及的萬物互聯。 第一章：信息洪流的源頭——古老的數據密碼 在數字信號處理的術語之外，我們首先迴溯到信息最原始的形態。本章將考察人類早期記錄與傳播信息的方式：從洞穴壁畫上的圖騰，到泥闆上的楔形文字，再到莎草紙上的符號，以及印刷術的革命性突破。我們將探討這些原始的信息載體如何塑造瞭人類的認知邊界，以及信息傳遞的效率如何決定著文明的傳播速度與深度。 從自然符號到人為編碼： 瞭解符號的起源，如何從模仿自然界的事物逐漸演變成抽象的錶意係統。例如，古埃及的象形文字如何與特定意義掛鈎，以及漢字的演變過程，都展示瞭人類早期對信息進行編碼的智慧。 數學的萌芽與信息量： 追溯數學作為一種抽象的語言，在信息記錄和度量上的早期貢獻。例如，古巴比倫人對數字的精確記錄，以及古希臘哲學傢對幾何學和邏輯學的探索，都為後續的信息處理奠定瞭數學基礎。 文化傳承的載體： 探討書籍、地圖、音樂樂譜等早期信息載體在保存和傳播文化知識中的核心作用。印刷術的齣現，更是將信息傳播的範圍和速度提升到瞭前所未有的高度，深刻改變瞭社會的知識結構。 第二章：邏輯的疆域——二進製的誕生與計算的曙光 本章將暫離聲波、圖像等具體的“信號”，轉嚮構成數字世界的底層邏輯——二進製。我們將探討二元對立的思想如何滲透到哲學、藝術乃至科學的各個領域，以及它如何在計算機科學中找到瞭完美的歸宿。我們將深入瞭解二進製的精妙之處，以及早期計算設備的設計理念，是如何將抽象的邏輯轉化為實際操作的。 二元思想的哲學淵源： 從古老的陰陽理論到現代的邏輯門電路，探討二元概念在人類思想史中的普遍性。例如，善與惡、開與關、真與假等二元對立，如何成為理解世界的基本框架。 萊布尼茨與二進製的先驅： 介紹戈特弗裏德·威廉·萊布尼茨如何將二進製與算術相結閤，並預見到其在計算上的巨大潛力。他的“二元算術”理論，是現代數字計算的哲學奠基石。 機械計算的先驅： 考察帕斯卡計算器、萊布尼茨乘法器等早期機械計算設備的工作原理。這些設備雖未采用二進製，但其對計算過程進行機械化、自動化處理的嘗試，為後來的電子計算機鋪平瞭道路。 布爾代數與邏輯的數學化： 介紹喬治·布爾如何將邏輯推理係統化為代數運算，從而奠定瞭數字電路設計的基礎。布爾代數中的“與”、“或”、“非”等基本邏輯運算，至今仍是所有數字設備的核心。 第三章：機器的智慧——從圖靈機到通用計算 本章將深入探討“計算”這一概念的本質，以及“圖靈機”這一抽象模型如何成為現代計算機的理論藍圖。我們將理解通用計算的強大之處，以及它如何使得機器能夠執行任何可計算的任務，從而開啓瞭信息處理的無限可能。 圖靈機的抽象與威力： 詳細闡述艾倫·圖靈提齣的“圖靈機”模型，理解其抽象性、通用性和可計算性的概念。圖靈機的存在證明瞭，隻要有足夠的空間和時間，任何算法都可以被一颱機器執行。 馮·諾依曼架構的啓示： 介紹存儲程序概念的齣現，以及它如何奠定瞭現代計算機的基本架構。程序和數據存儲在同一內存中，使得計算機可以根據指令靈活地改變其行為，這是計算機革命的關鍵飛躍。 算法的思想： 探討算法的定義、設計原則與重要性。算法是解決問題的步驟，是機器執行任務的藍圖，其效率和正確性直接決定瞭計算的成敗。 從理論到實踐的跨越： 簡述第一批電子計算機的誕生，如ENIAC、EDSAC等，以及它們在早期科學研究和軍事計算中發揮的作用。 第四章：信息編碼的藝術——從比特到字節的轉換 本章將聚焦於信息是如何被編碼成機器能夠理解的形式。我們將從最基本的單位——比特（bit）齣發，探討比特如何組閤成字節（byte），以及不同的編碼方案如何錶示數字、文字、圖像和聲音。這裏我們將暫時擱置“信號”的物理屬性，而是關注其邏輯結構和錶示方式。 比特的意義： 理解比特作為信息最小單位的含義，以及它如何代錶兩種狀態（0或1）。 字節的構成與用途： 探討字節如何由8個比特組成，以及它在存儲和處理信息中的基本單位地位。 字符編碼的演進： 介紹ASCII、Unicode等字符編碼標準，理解它們如何將人類的文字信息映射到二進製序列，以及多語言支持的重要性。 數字錶示的精度與範圍： 討論整數、浮點數等數字類型在計算機中的錶示方式，以及其精度和範圍的限製。 數據壓縮的原理： 簡要介紹無損和有損壓縮的基本思想，如行程長度編碼、霍夫曼編碼等，以及它們在減少存儲空間和提高傳輸效率方麵的作用。 第五章：網絡的連接——信息的流動與世界的交織 本章將轉嚮信息的傳播介質和網絡結構。我們將探討信息如何在物理空間中流動，以及網絡技術如何將分散的計算資源連接起來，形成一個巨大的信息共享平颱。這裏我們將關注網絡的拓撲結構、通信協議以及信息傳輸的效率。 通信的曆史足跡： 從電報、電話的誕生，到無綫電的發現，追溯人類在遠程信息傳遞上的不懈努力。 網絡的演進： 介紹計算機網絡的發展曆程，從早期的ARPANET到全球互聯網的形成。 通信協議的語言： 探討TCP/IP等通信協議的重要性，理解它們是如何規範信息在網絡中的傳輸和路由，確保信息的可靠送達。 數據包的旅行： 形象地描述信息如何在網絡中被分割成數據包，經過多層路由器，最終在目的地重新組裝的過程。 網絡安全的基礎： 簡要提及網絡安全的重要性，以及加密技術在保護信息傳輸中的作用，這雖與“信號處理”有彆，卻是數字世界安全運行的基石。 第六章：人機交互的橋梁——界麵的設計與用戶體驗 本章將迴歸到人類與數字世界最直接的接觸點——用戶界麵。我們將探討如何通過各種輸入輸齣設備，將復雜的數據和計算結果以直觀易懂的方式呈現給用戶，以及用戶體驗設計的核心理念。 從命令行到圖形界麵： 考察人機交互方式的演變，從早期命令行輸入的嚴謹枯燥，到圖形用戶界麵（GUI）的直觀友好。 輸入設備的演進： 探討鍵盤、鼠標、觸摸屏等輸入設備如何將人類的意圖轉化為機器可識彆的指令。 輸齣設備的創新： 介紹顯示器、打印機、揚聲器等輸齣設備如何將機器的處理結果以視覺、聽覺等多種形式呈現給用戶。 用戶體驗（UX）的核心： 強調設計的易用性、有效性和用戶滿意度，以及優秀的用戶界麵如何降低用戶學習成本，提升使用效率。 無障礙設計與普惠科技： 關注如何設計包容性的界麵，使不同能力的用戶都能平等地享受數字世界的便利。 第七章：數據的洪流與分析——洞察未來的力量 本章將探討海量數據如何被收集、存儲、組織和分析，以及從中提取有價值信息的過程。我們將理解數據驅動決策的重要性，以及數據分析技術如何影響科學研究、商業運營和社會治理。 數據收集的廣度與深度： 介紹傳感器、網絡日誌、社交媒體等數據源的多樣性，以及大數據時代信息量的爆炸式增長。 數據庫與數據管理： 探討關係型數據庫、NoSQL數據庫等數據存儲和管理技術，以及如何高效地組織和查詢海量數據。 數據分析的方法論： 簡要介紹統計學、機器學習、數據挖掘等常用數據分析技術，以及它們如何從原始數據中發現模式、趨勢和關聯。 可視化與解讀： 強調數據可視化在理解復雜數據中的作用，以及如何通過圖錶、儀錶盤等方式清晰地呈現分析結果。 倫理與隱私的考量： 探討大數據使用過程中涉及的隱私保護、數據偏見和倫理責任等問題。 第八章：人工智能的黎明——模擬思維與學習能力 本章將展望數字世界最前沿的探索——人工智能（AI）。我們將探討人工智能的核心思想，以及它如何通過模擬人類的思維過程，賦予機器學習、推理和決策的能力。 智能的定義與實現： 討論人工智能的定義，以及符號主義、連接主義等不同的AI實現路徑。 機器學習的基石： 介紹監督學習、無監督學習、強化學習等機器學習的基本範式，以及它們如何讓機器從數據中學習。 深度學習的突破： 探討神經網絡模型，特彆是深度學習的興起，以及它在圖像識彆、自然語言處理等領域的巨大成功。 算法的倫理與偏見： 深入分析AI算法中可能存在的偏見，以及如何構建公平、透明和可解釋的AI係統。 AI的未來與挑戰： 展望人工智能在各個領域的應用前景，以及其可能帶來的社會變革和倫理挑戰。 結語：數字文明的未來 本書的最後，我們將迴歸到一個更宏觀的視角，總結數字技術如何深刻地改變瞭人類社會的方方麵麵：從溝通方式、工作模式到文化娛樂，再到科學研究和全球治理。我們將反思數字世界帶來的機遇與挑戰，並展望在不斷發展的技術浪潮中，人類文明將走嚮何方。這本書旨在打開讀者對數字世界的認知邊界，激發對科技本質的思考，並理解我們生活在其中的這個高度互聯、數據驅動的時代，究竟是如何一步步形成的，以及它將如何繼續塑造我們的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量值得稱贊。在長時間閱讀專業技術書籍時，閱讀體驗往往會極大地影響學習效率。這本書的紙張選擇瞭啞光處理，有效避免瞭長時間麵對屏幕或燈光下的反光眩目問題，字體清晰，字號適中，即使是那些密密麻麻的希臘字母和上下標也毫不費力。尤其值得一提的是，公式的排布非常規範和美觀，沒有齣現那種擠在一起讓人眼花繚亂的感覺。在涉及到波形和係統響應的圖形部分，插圖的質量非常高，色彩對比度恰到好處，綫條銳利，使得觀察者能夠清晰地捕捉到信號變化的細節。例如，在講解IIR濾波器雙綫性變換法時，頻域和s域的映射圖畫得極其精準，幫助我直觀地理解瞭從連續時間到離散時間的映射過程。相比我之前看的幾本國外引進的教材，這本在中文的專業術語錶達上更為地道和統一，減少瞭我在理解專業名詞時進行二次翻譯和消化的時間成本。對於需要長時間伏案苦讀的學生或工程師來說，這種細緻的齣版工藝本身就是一種專業態度的體現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《數字信號處理》，以下是五段不同風格的讀者評價： 拿到這本書的時候，我的第一印象是它比我想象的要厚實一些，封麵設計簡潔，黑底白字，顯得非常專業。作為一個初學者，我對DSP領域一直抱有敬畏之心，感覺這個領域充滿瞭復雜的數學公式和抽象的概念。然而，翻開目錄纔發現，作者的編排思路非常清晰，從最基礎的離散時間信號和係統開始，循序漸進地引入瞭Z變換、傅裏葉分析等核心工具。書中對理論的闡述力求嚴謹，但同時又配有大量的圖示和具體的例子來輔助理解。比如，在講解FIR濾波器設計時，作者不僅給齣瞭窗函數法的數學推導，還用MATLAB的代碼示例直觀地展示瞭不同窗函數對頻率響應的影響，這一點對我這種偏愛實踐操作的學習者來說簡直是福音。閱讀過程中，我感覺自己像是在跟隨一位經驗豐富的老師，他既能深入淺齣地講解復雜的原理，又總能在關鍵時刻點明其在工程實踐中的意義。雖然有些章節的數學推導確實需要靜下心來仔細推敲，但一旦理解瞭背後的邏輯，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。這本書無疑為我打開瞭DSP世界的大門，它提供的不僅僅是知識，更是一種解決問題的思維框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它對實際係統實現中常見“陷阱”的揭示。很多教科書隻會教你理想情況下的設計方法，比如如何設計一個完美綫性相位濾波器。但這本書不同，它專門闢齣章節討論瞭有限字長效應和量化噪聲。作者深入分析瞭定點運算對濾波器係數和中間結果精度的影響，並對比瞭浮點數和定點數在不同應用場景下的取捨。這一點在嵌入式係統和DSP芯片開發中是決定性的。例如，書中詳細分析瞭二階IIR濾波器的結構選擇（直通型、級聯型）如何影響捨入誤差的積纍，並給齣瞭降低量化噪聲的工程建議。此外，對於實時係統的約束條件，如功耗和運算復雜度，書中也有所提及，雖然篇幅不長，但點到瞭位。這說明作者不僅是理論傢，更是有著豐富工程經驗的實踐者。這本書成功地架設瞭從純數學理論到資源受限的硬件平颱之間的橋梁，讓學習者在設計之初就能考慮到實際部署的限製，避免瞭許多“紙上談兵”的錯誤。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書是帶著一絲功利目的的，手頭有個項目急需快速掌握快速傅裏葉變換（FFT）在實際中的應用細節。市麵上關於DSP的書籍汗牛充棟，很多都是那種“大而全”的百科全書，翻起來費時費力，真正能落地的東西藏得太深。這本書的優點在於它的“實用導嚮性”非常強。它沒有把過多的篇幅浪費在純粹的數學理論的哲學探討上，而是聚焦於“如何做”和“為什麼這麼做”。我特彆欣賞其中關於譜分析和參數估計的那幾個章節。作者沒有滿足於僅僅介紹DFT/FFT的算法本身，而是深入分析瞭不同采樣率、不同窗口長度對頻譜分辨率和能量泄漏的影響，並詳細比較瞭經典譜估計（如周期圖法）與現代譜估計（如Welch平均法）的優劣權衡。這對於我優化實時信號處理算法至關重要。我甚至發現書中對非均勻采樣和去噪算法的介紹也相當到位，這在我的項目場景中應用頻率很高。總而言之，這本書更像是一個技術手冊和參考指南的完美結閤體，需要時能迅速定位到核心方法，讀完後能立即投入到工程實踐中去。

評分☆☆☆☆☆

我必須坦誠，這本書的難度係數不低，它絕對不是那種可以放在床頭隨便翻翻的“休閑讀物”。它建立在紮實的綫性代數和復變函數基礎之上，如果你試圖繞過這些前置知識直接啃這本書，後果很可能是挫敗感爆棚。我個人在學習到自適應濾波（LMS算法）那部分時，遇到瞭顯著的睏難。作者對維納-霍夫方程的推導非常嚴謹，每一步的矩陣運算和期望值的處理都一絲不苟，這要求讀者必須對概率論和隨機過程有深刻的理解。這本書的“硬核”程度體現在，它更側重於“為什麼”這個係統會穩定，而不是僅僅停留在“如何實現”這個層麵。它迫使讀者去思考信號處理背後的數學本質和收斂性條件。雖然學習過程充滿挑戰，但每攻剋一個難點，對整個DSP領域的認識就加深一層。我認為這本書更適閤那些已經有一定信號處理基礎，希望從“應用工程師”晉升為“係統設計者”的進階讀者，它為你鋪就的是通往深層次理解的荊棘之路，但迴報也是巨大的。