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陈绍荣，刘郁林，雷斌 等 编

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• 数字信号处理
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• 电子工程
• MATLAB
• 算法
• 滤波
• 频谱分析
• 图像处理

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118106930

版次：1

商品编码：12052258

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：575

字数：1218000

正文语种：中文

内容简介

　　《数字信号处理》系统介绍了数字信号处理的基本理论、算法及实现以及有限字长效应分析和经典功率谱估计的基本方法。全书共分12章，主要包括连续时间信号与系统、离散时间信号与系统、z变换、傅里叶变换、离散傅里叶级数、DFT、FFT、数字滤波器的结构与设计、有限字长效应的统计分析和经典功率谱估计等内容。每章配有精心设计的习题，书末统一给出了参考答案。《数字信号处理》根据作者从事《数字信号处理》课程近20年的教学经验撰写而成，既确保了相关内容有机衔接、自成体系，又吸收了作者的研究成果和教学体会，包括傅里叶级数的一种证明方法、周期序列和连续时间非周期信号的频谱关系、实对称序列频谱分析的简洁方法、原序列概念、序列的不定求和概念及应用等全新内容，特别是给出了类似于牛顿一莱布尼兹公式的序列求和通用公式，为以统一形式严谨地分析离散时间系统奠定了坚实基础。《数字信号处理》读者需具有线性代数、复变函数、随机过程等学科相关基础知识。《数字信号处理》结构合理、论述清晰、推理严谨、举例翔实，特点是便于自学，可作为理工科相关专业的高年级本科生和研究生教材，也可供从事相关领域工作的科技人员参考。

目录

第1章 绪论
1．1 模拟信号的数字化处理过程
1．2 数字信号处理系统的特点
1．3 数字信号处理涉及的主要内容
1．4 数字信号处理课程的框架体系结构
1．5 习题

第2章 连续时间信号与连续时间系统
2．1 信号的分类
2．1．1 连续时间信号与离散时间信号
2．1．2 周期信号与非周期信号
2．1．3 能量信号与功率信号
2．2 单位阶跃信号和单位冲激信号
2．2．1 单位阶跃信号的定义及波形
2．2．2 利用单位阶跃信号定义其他连续时间信号
2．2．3 单位冲激信号的定义及波形
2．2．4 单位冲激信号与单位阶跃信号的关系
2．2．5 单位冲激信号的性质
2．3 连续时间信号的分解和连续时间信号的运算
2．3．1 连续时间实信号的幂级数展式
2．3．2 连续时间实信号的奇偶分解
2．3．3 实信号分解成延时冲激信号的加权和
2．3．4 连续时间复信号的分解
2．3．5 连续时间信号的微分运算和积分运算
2．3．6 常用连续时间因果信号和反因果信号的不定积分公式
2．3．7 线性卷积运算
2．3．8 线性卷积的性质
2．3．9 信号的内积
2．3．10 信号的相关函数
2．4 傅里叶级数与傅里叶变换
2．4．1 连续时间周期信号的傅里叶级数
2．4．2 连续时间周期信号的功率——Parseval定理
2．4．3 连续时间非周期信号的傅里叶变换
2．4．4 连续时间非周期信号的频谱与相应周期信号频谱的关系
2．4．5 连续时间非周期信号傅里叶变换的性质
2．5 连续时间信号的拉普拉斯变换
2．5．1 连续时间信号的拉普拉斯变换
2．5．2 连续时间信号拉普拉斯变换的收敛域
2．5．3 连续时间信号拉普拉斯变换的主要性质
2．6 连续时间系统
2．6．1 连续时间系统的分类
2．6．2 线性时不变系统输出与输入的关系
2．6．3 线性时不变因果系统应具备的时域充要条件
2．6．4 线性时不变稳定系统应具备的时域充要条件
2．6．5 线性时不变连续时间系统的极点分布与系统时域特性的关系
2．6．6 线性时不变连续时间系统的稳定性判据
2．6．7 连续时间系统的信号流图和Mason规则
2．6．8 连续时间稳定系统的频率特性
2．7 抽样定理
2．8 希尔伯特变换
2．9 线性时不变因果稳定全通系统和因果稳定最小相位系统
2．9．1 线性时不变因果稳定全通系统应具备的条件
2．9．2 线性时不变因果稳定最小相位系统的性质
2．10 习题

第3章 离散时间信号与离散时间系统
3．1 离散时间信号
3．2 常用序列
3．2．1 单位阶跃序列
3．2．2 单位冲激序列
3．2．3 符号序列
3．2．4 矩形序列
3．2．5 周期序列
3．2．6 复指数序列
3．3 序列运算和序列的分解
3．3．1 单个序列的运算
3．3．2 两个序列的运算
3．3．3 线性卷和的性质
3．3．4 周期序列的卷和
3．3．5 实序列的分解
3．3．6 复序列的分解
3．4 序列的内积和相关函数
3．4．1 序列的内积
3．4．2 相关系数
3．4．3 相关函数
3．4．4 相关函数的性质
3．4．5 常用相关函数
3．5 差分方程及其解结构
3．5．1 差分方程的有关术语
3．5．2 线性变系数非齐次差分方程的通解
3．5．3 线性常系数齐次差分方程的通解
3．5．4 线性常系数非齐次差分方程的通解
3．6 离散时间系统
3．6．1 离散时间系统的描述

第4章 序列的Z变换
第5章 序列的傅里叶变换
第6章 离散傅里叶级数和离散傅里叶变换
第7章 快速傅里叶变换
第8章 数字滤波器的结构
第9章 无限冲激响应数字滤波器的设计
第10章 有限冲激响应数字滤波器的设计
第11章 数字信号处理中有限字长效应分析
第12章 经典功率谱估计
习题参考答案
参考文献

《光影织梦：电影特效的艺术与技术》 引言 光影，是电影最古老也最迷人的语言。从早期模糊的黑白胶片到如今令人惊叹的数字奇观，电影特效的演进史，就是一部人类想象力不断突破技术边界的史诗。它让不可能成为可能，让宏大的宇宙场景、神秘的生物、失落的文明，乃至我们从未见过的未来世界，都栩栩如生地呈现在银幕之上。《光影织梦：电影特效的艺术与技术》并非是一本关于数据流、算法迭代的枯燥指南，而是一次沉浸式的探索之旅，旨在揭示那些隐藏在令人目眩神迷的视觉效果背后，艺术家们如何运用智慧、汗水与尖端科技，将抽象的创意转化为震撼心灵的影像。我们将一同穿越时光，从特效的萌芽时期，走到今日百花齐放的数字时代，深入剖析每一帧画面的诞生过程，领略其中蕴含的独特魅力与匠心独运。 第一章：从魔法到机器——电影特效的起源与早期探索 在电影的黎明时期，特效更像是变魔术，依赖于摄影机的巧妙运用、布景的精心设计以及摄影师的经验与直觉。这一时期，那些大胆的创作者们，在有限的技术条件下，创造出了足以让观众惊叹的幻象。 光影的魔术师：早期摄影技术与特殊拍摄手法。 我们将回顾乔治·梅里爱（Georges Méliès）如何利用“停机再拍”的技术，让物体凭空消失又出现，创造出《月球旅行》中经典的“月球人脸”；探索爱德华·迈布里奇（Eadweard Muybridge）在运动捕捉方面的先驱性工作，为日后的动画和动态效果打下基础。同时，也会关注利用模型、微缩布景、前景遮挡等手法，在《大都会》等作品中构建出宏伟未来城市景观的努力。这些早期实践，虽然粗糙，却充满了原始的创造力和对视觉叙事无限的渴望。 机械的奇迹：实体模型与物理特效的黄金时代。 随着电影工业的发展，实体模型和物理特效迎来了它的黄金时代。从《金刚》中栩栩如生的猩猩模型，到《海底两万里》中精彩绝伦的海底世界布景，再到《星球大战》系列中标志性的太空船模型和爆炸效果，这些精心制作的物理模型和舞台装置，至今仍是许多影迷心中的经典。本章将深入剖析当时最先进的物理特效制作流程，例如如何制作逼真的模型，如何利用重力、空气动力学等物理原理模拟爆炸、飞行等场景，以及如何通过精密的机械装置实现动作的连贯性。我们将看到，即便是在没有电脑的年代，艺术家们也能通过精湛的手工技艺和对物理世界的深刻理解，创造出令人信服的视觉奇观。 第二章：数字的曙光——电脑图形学与三维动画的崛起 二十世纪下半叶，计算机的出现，为电影特效带来了革命性的变革。数字技术，如同一道曙光，照亮了无限可能的未来。 像素的舞步：CG（Computer Graphics）的萌芽与发展。 从最早的二维矢量动画，到计算机辅助设计的应用，再到早期三维模型的出现，本章将梳理CG技术在电影领域蹒跚起步并逐渐成熟的过程。我们会关注那些具有里程碑意义的作品，例如《电子世界争霸战》（Tron）中大胆的矢量图形运用，以及《玩具总动员》（Toy Story）——第一部完全由CG制作的动画长片——如何彻底改写了动画电影的格局。我们将探讨早期三维建模、渲染技术的局限性以及艺术家们如何克服这些挑战，创造出全新的视觉语言。 从二维到三维：三维动画技术的演进与关键突破。 随着硬件性能的提升和算法的优化，三维动画技术取得了飞跃式的发展。我们将深入剖析三维建模（如多边形建模、NURBS建模）、纹理映射、光照模拟、动画绑定与解算等核心技术。还会介绍如“运动捕捉”技术如何让虚拟角色的动作更加真实，以及“粒子系统”和“动力学模拟”如何生成逼真的烟雾、水流、火焰等复杂特效。通过分析《侏罗纪公园》中恐龙的震撼亮相，以及《阿凡达》（Avatar）中开创性的数字替身和虚拟制片技术，我们将看到三维动画如何从最初的实验性尝试，发展成为驱动现代电影视觉叙事的核心力量。 第三章：现实的幻象——数字视觉效果（VFX）的精进与融合 数字视觉效果（VFX）的出现，模糊了现实与虚幻的界限，让摄影机能够捕捉到肉眼无法看见，甚至是不可能存在的景象。VFX的精进，在于其将数字技术与现实拍摄的完美融合。 虚拟的画布：数字绘景（Digital Matte Painting）与背景合成。 传统的“暗房”合成技术被数字技术所取代，数字绘景艺术家们能够在计算机上创造出无比逼真的场景，并将其无缝地融入到实拍镜头中。本章将探讨数字绘景的技术原理，包括如何利用高分辨率图像、三维元素和特殊的合成技巧，营造出宏伟的城市、壮丽的自然风光以及充满想象力的奇幻世界。我们将分析《银翼杀手》（Blade Runner）等作品中是如何通过数字绘景构建出那个阴郁而迷人的未来都市。 生命的跃动：数字生物（Digital Creatures）的创造。 从《指环王》系列中的咕噜（Gollum），到《阿凡达》中的纳美人（Na'vi），再到《复仇者联盟》系列中的灭霸（Thanos），数字生物的创造是VFX领域最具挑战性的任务之一。本章将详细介绍数字生物的制作流程，包括高精度建模、骨骼绑定、肌肉模拟、皮肤纹理绘制、毛发渲染，以及如何通过表演捕捉赋予角色真实的情感和动态。我们将深入分析这些虚拟生物如何在细节上达到以假乱真的程度，以及它们如何成为影片叙事中不可或缺的一部分。 空间的重塑：环境特效（Environmental Effects）与灾难场景。 无论是浩瀚的宇宙星辰，还是熊熊燃烧的城市，亦或是咆哮的自然灾害，环境特效都为影片带来了史诗级的视觉冲击力。本章将剖析如何利用流体动力学、粒子系统、碎裂模拟等技术，创造出逼真的水体、火焰、烟雾、爆炸、风暴以及建筑崩塌等场景。我们将以《2012》中的全球性灾难，《后天》（The Day After Tomorrow）中的极端天气，以及《地心引力》（Gravity）中失重漂浮的太空场景为例，展示环境特效如何成为构建宏大叙事和增强影片沉浸感的重要手段。 第四章：虚拟的现实主义——性能捕捉、虚拟制片与实时渲染 随着技术的飞速发展，电影制作正在经历一场新的变革，其中，性能捕捉、虚拟制片以及实时渲染技术的应用，让虚拟与现实的界限变得更加模糊。 灵魂的注入：性能捕捉（Performance Capture）的艺术。 性能捕捉技术不再仅仅是捕捉动作，更重要的是捕捉演员的情感、表演的细微之处，并将其赋予虚拟角色。本章将详细阐述性能捕捉的流程，包括面部捕捉、肢体捕捉以及全身捕捉，以及如何通过精密的标记点和传感器，将演员的每一丝表演转化为数字模型上的精确运动。我们将以《阿凡达》中的杰克·萨利、《猩球崛起》（Planet of the Apes）系列中的凯撒为例，深入探讨性能捕捉如何让虚拟角色拥有真实的情感表达和令人信服的生命力。 导演的画笔：虚拟制片（Virtual Production）的革命。 虚拟制片将传统的后期VFX流程提前到前期拍摄阶段，让导演和摄影师能够在虚拟环境中实时预览和构图，极大地提高了拍摄效率和艺术掌控力。本章将介绍虚拟制片的核心技术，包括LED巨幕（Volume Stage）、实时渲染引擎（如Unreal Engine, Unity）的应用，以及如何通过实时摄像机追踪和虚拟摄像机操作，实现数字场景与实拍演员的无缝融合。我们将探讨虚拟制片如何改变传统的电影制作模式，为创意提供前所未有的自由度。 即时的辉煌：实时渲染（Real-time Rendering）的冲击。 实时渲染技术能够让计算机图形在极短的时间内生成图像，这在游戏开发领域早已普及，如今也开始深刻影响电影制作。本章将分析实时渲染在电影制作中的应用，包括其在虚拟制片中的作用，以及在一些独立电影或特定场景制作中，如何利用实时渲染来快速迭代视觉效果，并降低制作成本。我们将讨论实时渲染如何加速创意过程，并为电影制作带来新的可能性。 第五章：未来的光景——AI在电影特效中的探索与展望 人工智能（AI）的崛起，为电影特效领域带来了新的想象空间和潜在的变革。AI不再是遥远的科技概念，而是正悄然渗透进艺术创作的各个环节。 智能的画笔：AI在建模、纹理与动画中的应用。 AI在自动生成模型、纹理，以及辅助动画绑定的能力，已经展现出巨大的潜力。本章将探讨AI如何通过学习大量的图像和数据，自动生成逼真的材质，创建复杂的几何模型，甚至辅助完成复杂的动画循环。例如，AI驱动的风格迁移技术，能够将一种艺术风格应用到CG角色上，带来独特的视觉效果。 情感的算法：AI驱动的角色表演与情感模拟。 随着AI在自然语言处理和情感识别方面的进步，AI正被用于模拟角色的表演和情感表达。本章将关注AI如何通过分析剧本、演员表演数据，来生成更具情感深度的虚拟角色，甚至在未来，AI可能能够独立创作出具有复杂情感反应的角色。 效率的加速器：AI在后期制作与流程优化中的作用。 AI在自动化重复性任务方面具有天然优势，例如AI驱动的图像修复、降噪、甚至自动剪辑等，都能极大地提高后期制作的效率。本章将探讨AI如何成为电影特效团队的强大助手，优化工作流程，解放艺术家，让他们能够更专注于创意本身的打磨。 结语 《光影织梦：电影特效的艺术与技术》所描绘的，并非一套僵化的公式或死板的教程。它是一份邀请，邀请您一同走进电影特效那充满魔力与智慧的殿堂，感受艺术家们如何用科技的画笔，描绘出我们心中最瑰丽的梦想。从光影的早期魔术，到数字的精密计算，再到AI的未来畅想，电影特效的演进，始终伴随着人类对视觉表达的极致追求。每一次技术的革新，都为叙事提供了新的维度；每一次艺术的突破，都丰富了人类的感知体验。希望通过这本书的阅读，您能更深刻地理解那些银幕上令人惊叹的瞬间是如何被创造出来的，并从中获得启发，去发现和创造属于您自己的“光影织梦”。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的编写风格与我之前读过的很多技术书籍截然不同。它有一种非常独特的叙事方式，让人感觉不像是在枯燥地学习公式，而是在探索一个引人入胜的故事。作者在介绍滤波器的设计时，没有直接抛出各种设计公式，而是先从实际需求出发，例如如何去除图像中的高频噪声，或者如何增强音频信号中的某个特定频率成分。然后，他巧妙地引入了不同类型的滤波器，比如FIR滤波器和IIR滤波器，并详细分析了它们各自的优缺点。他通过生动的比喻，例如将滤波器比作一个“筛子”，将不需要的频率“筛掉”，让抽象的概念变得触手可及。我特别欣赏作者在讲解采样定理时，没有仅仅停留在数学证明层面，而是通过模拟不同采样率下的信号重构过程，直观地展示了欠采样和过采样的后果。这种“以终为始”的讲解方式，让我更容易理解理论的意义和价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容上给我最大的惊喜是它对实际应用案例的深入挖掘。我尤其对书中关于语音信号处理的部分印象深刻。作者从语音信号的特性出发，详细介绍了语音的产生机制、编码方式以及常见的处理技术，例如语音识别、语音合成和回声消除。书中详细解释了如何利用短时傅里叶变换（STFT）来分析语音信号的频率随时间的变化，并介绍了梅尔频率倒谱系数（MFCC）等特征提取方法，这些都是实现语音识别的关键技术。此外，书中还讨论了在实际应用中会遇到的各种挑战，例如噪声干扰、信号失真等，并提供了相应的解决方案，例如维纳滤波和谱减法。书中提供的伪代码和算法流程图，虽然没有直接给出完整的编程实现，但为我理解和实现这些算法提供了清晰的思路。我尝试着将书中的一些算法思路应用到我自己的一个小项目中，结果令人振奋，显著提升了处理效果。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理》的开篇，我最先被其深厚的理论基础所吸引。作者在引言部分就宏观地勾勒出了数字信号处理的广阔图景，从采样定理的数学推导到傅里叶变换的深刻内涵，都进行了细致入微的阐释。我特别喜欢作者在讲解离散傅里叶变换（DFT）时，循序渐进地引入了快速傅里叶变换（FFT）算法，并通过大量的图示和表格，直观地展示了FFT在计算效率上的巨大优势。书中关于卷积定理的讲解也十分到位，作者用了一个生动的例子，将抽象的数学概念与实际应用联系起来，让我对信号滤波和系统响应有了更清晰的认识。虽然书中包含了许多复杂的数学公式，但作者始终保持着一种严谨而不失可读性的风格，每一步推导都清晰明了，仿佛一位循循善诱的老师，引导我一步步攻克难关。对于初学者来说，可能需要投入更多的时间和精力去消化这些内容，但一旦掌握，将会为后续的学习打下坚实的基础，为探索更高级的数字信号处理技术铺平道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度上绝对是够的，但它同时也具备了相当的实践指导意义。书中关于离散时间系统（LTI）的讲解，不仅仅停留在理论层面，还深入探讨了如何通过Z变换来分析系统的稳定性和频率响应。我印象特别深刻的是，作者通过一个实际的RLC电路模型，推导出了系统的Z域传递函数，并进一步分析了系统的阻尼比和自然频率对系统响应的影响。此外，书中还详细介绍了在实际工程中常用的几种数据采样和量化方法，以及它们对信号质量的影响。例如，在讲解A/D转换时，作者就详细阐述了量化噪声的产生机制，并介绍了提高量化精度的几种常用方法。虽然书中没有直接提供代码，但其提供的算法伪代码和图示，足够让有一定编程基础的读者自行实现。我感觉这本书更像是为那些希望深入理解数字信号处理的原理，并将其应用于实际工程的开发者量身打造的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排和内容循序渐进，非常适合作为深入学习的进阶读物。我最欣赏的是作者在讲解多速率信号处理时，清晰地划分了上采样和下采样两种基本操作，并详细阐述了它们在信号压缩和处理中的应用。他通过图示清晰地展示了多速率滤波器组的设计原理，以及如何通过级联和并行的方式构建复杂的多速率系统。我特别关注了书中关于自适应滤波器的部分，这部分内容对于处理时变信号非常重要。作者介绍了最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法，并详细分析了它们的收敛速度和计算复杂度。书中还举例说明了自适应滤波器在噪声消除和信道均衡中的应用。对于想要了解如何处理非平稳信号、如何设计能够随时间变化的系统的人来说，这本书的这部分内容无疑是宝贵的财富。它提供了一个扎实的理论基础，为进一步研究更复杂、更高级的信号处理算法奠定了坚实的基础。