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程佩青 著

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• 数字信号处理
• 信号处理
• MATLAB
• 教程
• 第五版
• 通信工程
• 电子工程
• 图像处理
• 算法
• 高等教育
• 学科教材

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302479383

版次：5

商品编码：12200079

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：675

字数：1061000

正文语种：中文

编辑推荐

　　

本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法和设计。全书内容围绕一个基础（离散时间信号与离散时间系统的时域、频域分析方法），两个支柱（离散傅里叶变换及其快速算法，数字滤波器理论及其设计方法）展开。
　　主要特点：
　　（1）内容充实，讨论全面，深入浅出，便于理解。
　　（2）条理清晰，重点突出，叙述流畅，可读性强。
　　（3）配有大量例题、习题，提高分析、计算能力。
　　（4）包含MATLAB相关内容，以解决实际问题。
　　配套资源：
　　《数字信号处理教程习题分析与解答（第五版）》（覆盖教程的全部习题，题解全面细致，附有简要分析）
　　辅助教学软件（包括概念浏览、教学演示、辅助设计和测试等子系统，提高学习能力，增强学习效果）
　　配套教学课件（完整的PPT，既可用来投影演示，辅助课堂教学，又可用来自习或复习，梳理知识点）
　　MATLAB程序（提供MATLAB相关例题的程序代码，方便实验验证，加深对知识的理解和应用）
　　
　　

内容简介

　　本书系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法和设计。全书共10章，包括四个部分。第一部分（第1、2章）介绍离散时间信号（序列）与系统的时域、频域（包括z变换域）的分析方法与算法；第二部分（第3、4章）介绍离散傅里叶变换及其快速算法，模拟信号用数字信号处理的原理方法；第三部分（第5~8章）介绍IIR及FIR数字滤波器的基本概念、理论、结构与设计方法；第四部分（第9、10章）介绍多抽样数字信号处理的基础理论以及数字滤波器实现中的有限字长效应。
　　本书把每章的主要内容所涉及的MATLAB函数相关例题放在该章的最后部分，这样使读者既能增强对基本理论的掌握，又能学会用MATLAB解决实际问题，尤其是较为复杂的应用问题。
　　本书可作为大学本专科院校电子信息类、自动化类、电气类等专业的教材，也可供从事相关专业的科研人员和工程技术人员作为参考。

作者简介

程佩青，北京信息科技大学原电子技术与通信系主任。1958年毕业于清华大学无线电系“无线电技术”专业。1956—1986年在清华大学无线电系（无线电电子学系）、电子系工作。1986年到北京信息工程学院（现北京信息科技大学）创建通信工程系（后改名电子技术与通信系）并任系主任。长期从事通信、信号与信息处理的教学和科研工作。讲授过无线电基础、高频电子线路、数字滤波器、数字信号处理、电视接收机原理、数字信号处理（二）（选修）等课程。给清华大学、中国科技大学研究生院、北京广播学院（现中国传媒大学）的研究生多次讲数字信号处理原理与应用（二）（统计信号处理为主）课程。著有《信息与系统（合编）》、《数字滤波与快速傅里叶变换》、《数字信号处理教程（一、二、三版）》（此书被评为校优秀教材）、《数字信号处理分析与解答》、《晶体管电视机原理（合著）》、《高频电子线路》等教材。译有《多维数字信号处理（合译）》等4种著作。参与研发的“SCA-4数据传输机”曾获国防科委奖。合著：《信息与系统》，国防工业出版社，1980.12。著：《数字滤波与快速傅里叶变换》，清华大学出版社，1990.10。《数字信号处理教程（一、二、三版）》，清华大学出版社，2000.12起。译：《数字滤波器引论》，清华大学出版社，1986.9。合译：《多维数字信号处理》，科学出版社，1991.12。

目录

绪论
第1章离散时间信号与系统
1.1离散时间信号——序列
1.1.1序列
1.1.2序列的运算
1.1.3序列的卷积和
1.1.4序列的相关性
1.1.5几种常用的典型序列
1.1.6序列的周期性
1.1.7用单位抽样序列表示任意序列
1.2线性移不变系统
1.2.1离散时间线性系统
1.2.2离散时间移不变系统
1.2.3离散时间线性移不变系统
1.2.4因果系统
1.2.5稳定系统
1.3常系数线性差分方程——时域离散系统的输入、输出表示法
1.4连续时间信号的抽样
1.4.1模拟信号的理想抽样
1.4.2时域抽样定理
1.4.3模拟信号的实际抽样
1.4.4带通信号的抽样
1.4.5连续时间信号xa(t)及其理想抽样信号x^a(t)以及离散时间抽样
序列x(n)的关系
1.4.6时域信号的插值重构
1.4.7正弦型信号的抽样
1.5本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
习题
第2章z变换与离散时间傅里叶变换
2.1序列的z变换
2.1.1z变换的定义
2.1.2z变换的收敛域
2.1.34种典型序列的z变换的收敛域
2.1.4z反变换： 围线积分法（留数法）、部分分式法及
长除法（幂级数法）
2.1.5z变换的性质与定理
2.1.6利用z变换求解差分方程
2.2s平面到z平面的映射关系
2.3离散时间傅里叶变换（DTFT）——序列的傅里叶变换
2.3.1序列的傅里叶变换定义
2.3.2序列傅里叶变换的收敛性——DTFT的存在条件
2.3.3序列傅里叶变换的主要性质
2.3.4序列及其傅里叶变换的一些对称性质
2.3.5周期性序列的傅里叶变换
2.3.6xa（t）、x^a（t）、x（n）之间及其拉普拉斯变换、z变换、傅里叶
变换之间关系
2.4离散线性移不变系统的频域表征
2.4.1LSI系统的描述
2.4.2LSI系统的因果、稳定条件
2.4.3LSI系统的频率响应H（ejω）及其特点
2.4.4频率响应的几何确定法
2.4.5无限长单位冲激响应（IIR）系统与有限长单位
冲激响应（FIR）系统
2.5本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
习题
第3章离散傅里叶变换（DFT）
3.1傅里叶变换的四种可能形式
3.2周期序列的傅里叶级数——离散傅里叶级数（DFS）
3.2.1DFS的定义
3.2.2DFS的性质
3.3离散傅里叶变换——有限长序列的离散频域表示
3.3.1DFT的定义，DFT与DFS、DTFT及z变换的关系
3.3.2模拟信号时域、频域都抽样后fk与N及fs的关系
3.3.3DFT隐含的周期性
3.4DFT的主要性质
3.4.1线性
3.4.2序列的圆周移位性质
3.4.3圆周共轭对称性质
3.4.4圆周翻褶序列及其DFT
3.4.5对偶性
3.4.6DFT运算中的圆周共轭对称性
3.4.7DFT形式下的帕塞瓦定理
3.4.8圆周卷积和与圆周卷积和定理
3.4.9线性卷积和与圆周卷积和的关系
3.5频域抽样理论
3.5.1频域抽样与频域抽样定理，由X(k)重构时间序列x(n)
3.5.2由X(k)插值重构X(z)、X(ejω)
3.6DFT的应用
3.6.1利用DFT计算线性卷积
3.6.2利用DFT计算线性相关
3.6.3利用DFT对模拟信号的傅里叶变换（级数）对的逼近
3.6.4用DFT对模拟信号作谱分析
3.6.5用DFT对模拟信号作谱分析时参量的选择
3.6.6用DFT对模拟信号作谱分析时的几个问题
3.7有限长序列的X（z）、X（ejω）、X（k）之间的关系
3.8本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
习题
第4章快速傅里叶变换（FFT）
4.1直接计算DFT的运算量，减少运算量的途径
4.2按时间抽选（DIT）的基��2 FFT算法（库利�餐蓟�算法）
4.3按频率抽选（DIF）的基��2 FFT算法（桑德�餐蓟�算法）
4.4DIT�睩FT与DIF�睩FT的异同
4.5离散傅里叶反变换（IDFT）的快速算法IFFT
4.6基��2 FFT流程图
＊4.7N为复合数的FFT算法——混合基（多基多进制）FFT算法
4.8线性调频z变换（Chirp�瞶变换或CZT）算法
4.9利用FFT算法计算线性卷积
4.9.1重叠相加法
4.9.2重叠保留法
4.10利用FFT算法计算线性相关
4.11本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
4.11.1用FFT计算有限长序列的线性卷积和线性相关
4.11.2用FFT计算模拟信号、离散时间信号及它们的频谱
4.11.3线性调频z变换（CZT）算法
4.11.4重叠保留法与重叠相加法
习题
第5章数字滤波器的基本结构
5.1概述
5.2无限长单位冲激响应滤波器的基本结构
5.2.1IIR滤波器的特点
5.2.2直接型结构
5.2.3级联型结构
5.2.4并联型结构
5.2.5转置型结构
5.3有限长单位冲激响应滤波器的基本结构
5.3.1FIR滤波器的特点
5.3.2直接型（横截型、卷积型）结构
5.3.3级联型结构
5.3.4频率抽样型结构
5.3.5快速卷积结构
5.3.6线性相位FIR滤波器的结构
*5.4数字滤波器的格型及格型梯形结构
5.4.1全零点系统（FIR系统,又称滑动平均（MA）系统）的格型结构
5.4.2全极点系统（IIR系统，又称自回归（AR）系统）的格型结构
5.4.3零�布�点系统（IIR系统，又称自回归滑动平均（ARMA）系统）
的格型梯形结构
5.5本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
5.5.1IIR滤波器的各种结构
5.5.2FIR滤波器的各种结构
5.5.3格型及格型梯形滤波器结构
习题
第6章数字滤波器的基本概念及几种特殊滤波器
6.1数字滤波器的基本概念
6.2全通滤波器
6.3最小相位滞后滤波器
6.3.1最小相位系统、混合相位系统、最大相位系统及其与全通
系统的关系
6.3.2最小相位系统的性质
6.3.3利用最小相位系统的逆系统补偿幅度响应的失真
6.4陷波器
6.5数字谐振器
6.6梳状滤波器
6.7波形发生器
6.7.1正弦波及余弦波发生器
6.7.2周期性方波发生器
6.7.3任意周期序列的发生器
习题
第7章无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器设计方法
7.1概述
7.2数字滤波器的实现步骤
7.3数字滤波器的技术指标
7.4IIR数字滤波器的设计方法分类
7.5模拟原型低通滤波器设计
7.5.1引言
7.5.2模拟巴特沃思低通滤波器
7.5.3模拟切贝雪夫低通滤波器
*7.5.4椭圆函数低通滤波器（考尔滤波器）简介
*7.5.5贝塞尔低通滤波器简介
7.5.6五类模拟滤波器的比较
7.6模拟频域频带变换
7.6.1从归一化模拟低通滤波器到模拟低通滤波器的变换
7.6.2从归一化模拟低通滤波器到模拟高通滤波器的变换
7.6.3从归一化模拟低通滤波器到模拟带通滤波器的变换
7.6.4从归一化模拟低通滤波器到模拟带阻滤波器的变换
7.7间接法的IIR数字滤波器设计方案
7.8模拟滤波器到数字滤波器的映射方法
7.8.1冲激（脉冲）响应不变法
7.8.2阶跃响应不变法
7.8.3双线性变换法
7.9数字滤波器设计的第一种方案
7.10模拟低通滤波器直接变换成四种通带数字滤波器
7.10.1模拟低通→数字带通
7.10.2模拟低通→数字带阻
7.10.3模拟低通→数字高通
7.11数字滤波器设计的第二种方案
7.12数字频域频带变换
7.12.1数字频域频带变换的基本要求
7.12.2数字低通→数字低通
7.12.3数字低通→数字高通
7.12.4数字低通→数字带通
7.12.5数字低通→数字带阻
7.12.6数字低通→数字多通带
7.13数字滤波器设计的第三种方案
*7.14IIR滤波器的计算机辅助设计法
7.14.1IIR数字滤波器的时域直接设计
7.14.2IIR滤波器的频域最小均方误差设计法
7.14.3IIR滤波器的频域最小p误差设计法
7.15本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
7.15.1自编程序设计四类（巴特沃思型、切贝雪夫Ⅰ型、切贝雪夫Ⅱ型和
椭圆函数型）模拟滤波器
7.15.2工具箱中提供的模拟滤波器（低通、高通、带通、带阻）
设计的MATLAB函数
7.15.3冲激响应不变法及双线性变换法设计IIR数字滤波器
7.15.4用数字频带变换法设计数字滤波器的MATLAB实现
7.15.5基于MATLAB直接设计各类数字滤波器
习题
第8章有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器设计方法
8.1概述
8.2线性相位FIR数字滤波器的特点
8.2.1线性相位条件
8.2.2线性相位约束对FIR数字滤波器（DF）的单位冲激
响应h(n)的要求
8.2.3两类线性相位约束下，FIR数字滤波器幅度函数H(ω)的特点
8.2.4线性相位FIR滤波器的零点位置
8.3窗函数设计法
8.3.1窗函数设计法的设计思路
8.3.2理想低通、带通、带阻、高通的线性相位数字滤波器的表达式
8.3.3窗函数设计法的性能分析
8.3.4各种常用窗函数
8.3.5偶对称单位冲激响应［h(n)=h(N-1-n)］的
线性相位FIR DF
的窗函数法设计步骤及举例
*8.3.6奇对称单位冲激响应［h(n)=-h(N-1-n)］
线性相位微分器及
希尔伯特变换器的窗函数法设计
8.3.7窗函数设计法计算中的主要问题
8.4频率抽样设计法
8.4.1频率抽样设计法的基本思路
8.4.2频率抽样的两种方法
8.4.3频率抽样设计法的逼近误差及改进办法
8.4.4频率抽样设计法的设计步骤及举例
8.4.5频率抽样设计法存在的问题
*8.5设计线性相位FIR滤波器的最优化方法
8.5.1均方误差最小准则
8.5.2最大误差最小化准则——加权切贝雪夫等波纹逼近
8.5.3交错定理
8.5.4最佳线性相位FIR滤波器设计算法
8.5.5Parks�睲cClellan算法（Remez交换算法）
8.6本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
8.6.1线性相位FIR滤波器的MATLAB函数
8.6.2窗函数法设计FIR线性相位滤波器的MATLAB函数
8.6.3频率抽样法设计FIR线性相位滤波器
8.6.4线性相位FIR滤波器的等波纹最优设计（Parks�睲cClellan算法）
的MATLAB函数及例题
习题
*第9章序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础
9.1概述
9.2用正整数D的抽取——降低抽样率
9.3用正整数I的插值——提高抽样率
9.4用正有理数I/D做抽样率转换
9.5抽取、插值以及两者结合的流图结构
9.5.1抽取系统的直接型FIR结构
9.5.2插值系统的直接型FIR结构
9.5.3抽取和插值的线性相位FIR结构
*9.5.4抽取器的多相FIR结构
*9.5.5插值器的多相FIR结构
*9.5.6正有理数I/D抽样率转换系统的变系数FIR结构
*9.6变换抽样率的多级实现
9.7本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
习题
*第10章数字信号处理中的有限字长效应
10.1概述
10.2二进制数的表示及其对量化的影响
10.2.1二进制的三种算术运算法
10.2.2负数的表示法——原码、补码、反码
10.2.3量化方式——舍入与截尾
10.3模拟/数字（A/D）变换的量化效应
10.3.1A/D变换的非线性模型
10.3.2A/D变换对输入抽样信号幅度的要求
10.3.3A/D变换的量化非线性特性
10.3.4A/D变换量化误差的统计分析
10.3.5量化噪声的功率谱密度
10.4白噪声(A/D变换的量化噪声)通过线性系统
10.5数字滤波器的系数量化效应
10.5.1系统极点(零点)位置对系数量化的灵敏度
10.5.2系数量化对二阶子系统极点位置的影响
10.5.3系数量化效应的统计分析
10.6数字滤波器运算中的有限字长效应
*10.7防止溢出的幅度加权因子
*10.8IIR滤波器的定点运算中零输入的极限环振荡
*10.9FFT算法的有限字长效应
10.9.1定点DFT计算中的有限字长效应的统计分析
10.9.2定点FFT计算中有限字长效应的统计分析
10.9.3系数量化对FFT的影响
10.10本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
习题
参考文献
本书所附“数字信号处理多媒体CAI教程”软件简介

精彩书摘

第5章数字滤波器的基本结构
5.1概述
1. 数字滤波器结构的框图及流图表示法。
一个数字滤波器在时域用常系数线性差分方程表示
y(n)=∑Mk=0bkx(n-k)-∑Nk=1aky(n-k)
(5.1.1)
在z域则是用系统函数表示，即对(5.1.1)式取z变换可得系统函数H（z）为
H(z)=∑Mk=0bkz-k
1+∑Nk=1akz-k(5.1.2)
数字滤波器的功能就是通过一定的运算，如（5.1.1）式所示
，把输入变换成输出，这一运算就是“滤波”作用，广义而言，也是信号处理。
可以有两种办法实现数字滤波： 一种是用软件编程实现，另一种是用专用硬件或用通用的数字信号处理器实现。
图5.1基本运算单元的两种表示
由（5.1.1）式看出，一个数字滤波器实现时的基本运算单元为： 加法器、乘法器和延时器。这些基本运算单元可以有两种表示方法——方框图法及信号流图法，如图5.1所示。
在本书的各章中都采用信号流图表示法，因为它简单、方便。方框图表示法较为直观，但更为烦琐。在流图表示中，①如果一个节点有两个或两个以上输入，则此节点一定是加法器； ②任一节点的节点值是指此节点输出的信号值； ③任一节点只有一个输入，有一个或多个输出，则此节点是分支节点。只有输出、没有输入的节点称为源节点，只有输入、没有输出的节点称为阱节点。
2. 实现（5.1.1）式或（5.1.2）式可以有很多方法，例如将（5.1.1）式的差分方程变换成各种不同的差分方程组，或等效地将（5.1.2）式的分式变换成各种分式的组合，每种都有不同的运算方式，但这些运算的基本单元仍为延迟器、加法器、乘法器。因而可以有多种网络结构，而这些网络结构都是指运算结构（而非具体的电路结构）。这些结构都对应于同一差分方程，理论上说它们应该有相同的运算结果，即这些不同的网络结构，在同样的输入情况下，应有完全相同的输出。
但是，实际上，不同的滤波器网络结构，有不同的效果，因而，才会去研究各种不同的网络结构。从效果来看，主要是以下这几个因素会影响人们对某种网络结构的选择。
（1） 计算复杂性。指乘法次数、加法次数、取指、存储的次数，两个数的比较次数。计算复杂性会影响计算速度。
（2） 存储量。指系统参数、输入信号、中间计算结果以及输出信号的存储。
（3） 运算误差。主要是指有限字长效应，由于输入输出信号、系统参数、运算过程都受二进制编码长度限制，就会带来各种量化（有限字长）效应产生的误差。所以要研究不同网络结构对有限字长效应的敏感程度，研究需要多少位字长才能达到一定的精度。
（4） 频率响应调节的方便程度，这主要反映在零点、极点的调节方便程度。
……

前言/序言

第五版前言
本书从第一版到第四版已发行了廿二年，受到读者认可，被许多高校选用，能为各高校师生及广大读者做绵薄的贡献，使作者感到极大的荣幸。从“教程”内容上看，经过几次增删、修订、充实、完善，作者个人认为，第四版教材的选材内容既包拓了数字信号处理课程的基本要求部分（1~8章），又含盖了适当扩充部分（第9、10章）； 既有基础概念、基本理论、基本分析方法的深入论述（主要是前4章），又有实际工程技术应用中的较深入分析与设计实现方案（主要是第5~8章），还有可供某些读者作为选学的内容（第9、10章）。当然9、10两章，有条件的院校也可作为必学的内容。
基于这种考虑、这次改版将不对第四版做重大的修改、补充。编写新版的设想是： 首先，使文字更加通顺、流畅、可读性强，更便于教和学，尤其是自学和阅读。为此对全书做了如下的修改：
（1） 对基础部分的第2、3两章，做了较多的调整、修改、补充、重组。
（2） 对第6章，删去了用零极点配置设计简单一、二阶滤波器。
（3） 对第7章，做了实用性的调整与修改，并添加了设计流程框图。
（4） 对第10章，删除了IIR滤波器运算中有限字长效应的多余论述部分，删除了IIR滤波器运算中的溢出振荡内容。
（5） 其他各章只作了极少的修改或补充。
其次，将发现的错误作了订正，对错误发现过迟，作者向广大读者深致歉意。第三，将一些第四版中一些扩充性的例题改放在习题中，并增加了部分习题。作者认为，这样改动会有利于读者更好地独立分析和解题。第四，最重要的是将第四版所附光盘从已停用的Windows XP构架中迁移到Windows 7及以上构架中，并以网络软件（二维码）形式附于书中。新版软件中，将原光盘上的“概念浏览子系统”按第五版教材内容作了全部改写，新内容包括第五版书中的主要内容（概念、公式、设计步骤流程图、图、表等内容）。此外将原光盘的4个子系统扩充为5个子系统，即增加了MATLAB子系统，此子系统将教程中每章最后一节用到的数字信号处理相关的MATLAB程序（包括自编程序和用MATLAB方法求解的全部例题）都收入其中，并可对其调用运行。显然，这样能帮助读者更好地掌握用MATLAB编写数字信号处理相关算法和设计方法。第五，制作了配套的教学课件，以辅助课堂教学。
教程第五版（MATLAB版）中，仍包括10章，可概括为四个部分。对这四部分的论述，仍同于第四版，内容概括为一个基础(第2章)，两个支柱（一个是第3、4章； 另一个是第5~8章），两章（第9、10章）供选择的内容。此处不再赘述。
第五版（MATLAB版）除了仍采用条目式方法的论述外，新采用将重要概念、重要描述用黑体字表述，将重要公式以阴影方式标注的方法。这样处理，可使重点突出，脉络清晰，便于理解，便于应用。
第五版中，增加了部分习题，配合习题，另有《数字信号处理教程习题分析与解答》（第五版）也将出版。可作为读者解题时的提示和校对工具。
期望本版教材对有关读者有较大帮助，并能受到广大读者的欢迎。
感谢北京信息科技大学许淑芳老师为本书制作了配套的教学课件。
再次感谢书中参考和引用一些文献中的思路、例题、习题的作者。
本书建议学时为54或64两种，书中有*号的章、节视各院校情况或选学、或不学。作者一直认为，教学大纲要求的内容，并不是全要讲授的，有的要求，应由学生自学来掌握。
作者特别要感谢本书各版本编写出版中先后给予大力支持的清华大学出版社的李幼哲编审、文怡编辑。
限于作者水平，书中不妥之处，欢迎广大读者批评指正。
作者2017年7月
第四版前言
随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展，数字信号处理的理论得到快速的发展，其应用领域也日益广泛，已渗透到人们的日常工作和生活中，从20世纪六七十年代开始，数字信号处理已快速形成一个主要的学科领域，成为各大专院校相关专业的一门重要专业基础必修课程，其课程的学科内容也在不断充实和完善，从而推动教材内容也随之进行修改、充实和更新。
作者所著《数字信号处理教程》已印制三版，受到读者认可，被许多高等院校采用，为适应学科发展，结合教学实践，且参考一些国内外优秀教材，感到对教材内容、表达方式上有充实完善的必要，对教材的可读性及便于自学的要求上有改进的必要，对例题和习题则有充实及更加实用的必要，因而决定在原教材基础上，重新编写本教材的第四版。这一版教材的主要特点为：
1�� 对基础理论、基本概念、基本分析和设计方法作了较多的充实、补充和完善。例如对于用DFT分析模拟信号频谱时，其参量的选择，可能出现的误差以及解决的办法作了更为深入的分析与论述； 深入讨论了圆周卷积与线性卷积的关系以及用圆周卷积（通过DFT）计算线性卷积的方法及参量的选择； 增加了利用矩阵法计算圆周卷积及线性卷积的内容，这种方法既简单又易于计算机编程； 强调了用DFT分析模拟周期信号频谱时，所取数据长度必须为周期序列的一个周期（而不能取模拟信号的一个周期）或多个周期的道理； 增加了一章专门讨论由零极点配置设计简单一、二阶滤波器以及一些实用的特殊滤波器、陷波器、梳状滤波器、谐振器、最小相位系统、全通滤波器以及正弦余弦波发生器，方波发生器； 对IIR滤波器的设计部分作了较多改写，使得设计方法更加精炼、规范； 对FIR滤波器的窗函数设计法及频率抽样设计法作了较多的补充，使得设计过程更加清晰易懂； 改写并完善了线性相位微分器及线性相位希尔伯特变换器（90°移相器）的分析和设计； 增加了带通信号的抽样定理的论述； 在多抽样率信号处理中增加了多级抽取中各防混叠滤波器的参数选择与设计； 在数字信号处理的有限字长效应一章中，分析了在量化情况下，级联IIR滤波器的每个级联二阶节的零点极点配对方法以及各级联二阶节的前后排序原则； 讨论了线性相位FIR滤波器在量化情况下线性相位仍能保持的道理。
2�� 将分析方法与归纳综合的方法结合起来，使读者在对比中对理论加深理解和掌握，例如对四种傅里叶变换的列表归纳； 对模拟信号xa(t)、抽样信号x^a(t)、抽样序列x(n)之间的关系作了公式的归纳、概念的解积和图解的说明； 对以上三种信号的频谱Xa(jΩ)、X^a(jΩ)、X（ejω）之间的关系的对比分析； 对序列的z变换X(z)、离散时间傅里叶变换X（ejω）以及离散傅里叶变换X（k）三者的互相转换关系用公式及图形形象地加以表示； 等等。
3�� 增加了近一倍的例题，例题涵盖面更宽、更有分量，有一些是实用中的问题，这种大量的举例，可以增加可读性，有助于读者消化、理解和掌握书中的基本理论和分析设计方法，可更好地提高学生的分析和解决问题的能力。
4�� 考虑到计算机和信号处理器速度的提高，在FFT一章中，删掉基��4 FFT及分裂基FFT两节内容。考虑到FFT虽然已有标准模块，但为了更好地了解该模块的算法，因而将FFT的其他基本算法仍予以保留。
5�笔视�教材内容的变化，对各章习题做了较多的改动与扩充（除第10章外），补充了适于用MATLAB运算的题目，并使其更加全面覆盖教材内容，便于教师、学生及各类读者对深浅不同的各种习题的选择。
6�� 分析论述条理清晰，内容充实，逻辑性强，深入浅出，可读性强，便于教学，便于自学。
7�痹黾恿诵藕糯�理中广为应用的MATLAB函数及其相关例题的内容。
本书仍定位于普通高等院校本、专科学生数字信号处理课程的教材，全书共10章，可分为四个部分：
第一部分包括前4章，这是数字信号处理的最基础内容，第1章离散时间信号与系统的时域分析包含模拟信号的抽样、抽样定理； 第2章是离散时间信号与系统的变换域（频域和复频域即z变换域）分析； 第3章是离散傅里叶变换，是频域也离散化后，在离散时域、离散频域中对信号与系统的分析，它是用计算机或数字信号处理器研究分析信号与系统的基础理论，是数字信号处理的核心部分； 第4章是离散傅里叶变换（DFT）的快速算法（FFT），由于FFT的出现，使DFT的运算时间缩短了一、二个数量级，因而才使得DFT在实际应用中被广泛采用。这部分内容中，利用DFT（通过FFT算法）对信号及信号通过系统后频谱的分析是数字信号处理的一个重要支柱。
第二部分包括第5、6、7、8章这是数字信号处理的另一个重要支柱，即各种数字滤波器的基本设计方法和实现结构，包括介绍几种模拟原型滤波器的设计方法。第5章是数字滤波器实现时的各种基本结构的分析； 第6章是实际应用中常用的一些简单特殊滤波器的分析和设计，这是新加的一章； 第7章是无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法； 第8章是有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法。
第三部分是第9章，讨论多抽样率数字信号处理的基础理论和基本流图结构。
第四部分是第10章，讨论数字信号处理的有限字长（量化）效应，包括A/D变换的量化效应，系数的量化效应，运算中的量化效应，以及介绍FFT算法的量化效应。
本书的参考学时为54~60学时，授课时，可根据学生的学习基础以及先修课的学习内容来安排教学内容，作者以为至少应包括前两部分内容即第1~8章的内容，若在“信号与系统”课中已讲授前两章内容，则对此两章可作归纳总结式的复习，学时可减少到40~50学时。对大专学生，可精要讲授前8章内容，以54学时为宜。
MATLAB作为信号处理的一种标准软件和开发平台，已被广泛用于教学和实践中，考虑到首先要求读者对数字信号处理的基本概念、基础理论、基本分析、设计方法以及算法有较好的理解和掌握，然后才可能踏实而又灵活地运用计算机工具，包括MATLAB工具来解决实际问题。因而本书采用在每章之后（除第6章外）用一节内容把该章部分内容涉及的MATLAB函数及相关例题放入其中，以期得到较好的学习和应用效果。
配合本书二、三版而开发的“数字信号处理多媒体CAI教程”（DSP�睲CAI 4.0）辅助教学光盘仍附在这一版书中，由于时间限制，除章号按本版要求加以改动外，对原光盘内容没有进行改动，请读者注意。此光盘对于提高学习能力，增强学习效果是有助益的。
由于本版中习题有较大的改动和扩充，故作者原著《数字信号处理教程习题分析与解答（第三版）》已不完全适应新版书的要求，故而，配合本教程第四版，作者已另行编写《数字信号处理教程习题分析与解答（第四版）》。
本书编写过程中参考了一些文献（见书后所列“参考文献”）的编写思路，参考或采用了其中的一些内容、例题和习题，特此向这些文献的作者致以衷心的谢意。
由于作者水平所限，书中定有不足和错误之处，欢迎广大读者批评指正。
作者2012年12月
第三版前言
本书是《数字信号处理教程》的第三版，对第二版做了部分的修订。
这次修订的着眼点是，对符合大学本科要求的本学科的基本概念、基础理论、基本分析方法以及应用基础方面的内容给以更多的重视和加强；作为专业基础课的教材，只能展示学科的基础，而不可能包含一个学科；同时，书的篇幅又不能太长，以适合课程的学时数。因此，修订应是有增（基础性的）有减（非基础的不适于教学的）。在这种思想指导下，第三版与第二版相比，做了以下部分的（而不是全面的）改动：
1�� 离散时间傅里叶变换和离散傅里叶变换是数字信号处理的重要基础理论，本版对它们作了较多的论述和补充。在第2章中增加了极为有用的“周期性序列的傅里叶变换”一节，还增加了一些对理解相应内容有帮助的重要的例子。为此，第二章改为“z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）”；在第3章中，也做了一些重要的补充，并增加了两个有助益的例子。
2�� 在有限的学时内，有关硬件内容不可能在课程中解决，因而在本版中删去了IIR滤波器设计方法及FIR滤波器设计方法两章中的硬件实现内容。
3�� 考虑到数字信号处理器有一系列产品手册、技术指南、应用手册、专门书籍及其网站可供查询，因而在本版中将第二版的第九章“数字信号处理器”删除。
4�� 考虑到多率信号处理在过抽样的A/D、D/A变换器和数字滤波器实现以及其他应用领域（如子带编码，用于数据压缩的图像处理等）中的重要性和基础性，故将第二版3��9节“序列的抽取与插值”的内容加以充实与扩大，全部改写，单独成章，即本版的第八章“信号的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础”。本章较深入地分析了整数的抽取与插值和有理数改变抽样率的基本概念、理论和方法以及它们的高效结构，对变换抽样率的多级实现方法也做了介绍。
5�� 对第六章“IIR数字滤波器的设计方法”做了不少的整理和改动，以期层次更加清晰，更利于教和学。
6�� 增加了少量习题，以利于读者更深入地消化课程内容。
7�� 解决了第二版在使用中发现的问题，改正了个别错误。
第三版的定位仍是大学本科生“数字信号处理”课程的教材，对数字信号处理的基础理论、基本内容和基本分析方法和算法进行了充分的论述。全书共有9章。第1章“离散时间信号与系统”，第2章“z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）”，第3章“离散傅里叶变换（DFT）”，这3章是数字信号处理最基础最重要的部分；尤其是第3章，它在时间序列处理算法和离散时间系统分析、设计和实现中起着核心作用，DFT和DTFT的基本性质可使在傅里叶变换域中分析和设计系统极为方便。第4章“快速傅里叶变换（FFT）”，它是第3章中DFT的快速算法；由于这些快速算法（基��2、基��4、分裂基、混合基、Chirp�瞶变换等）的出现，才使得用计算机或信号处理器实现信号与系统的傅里叶分析及系统的实现真正成为现实。第5章“数字滤波器的基本结构”，第6章与第7章分别是“无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器的设计方法”与“有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器的设计方法”，这3章集中讨论数字滤波器的各种结构及各种有用的设计方法，包括频域的、时域的以及极为有用的滤波器的最优化设计算法。第8章“信号的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础”，在前面第5点中已经说明了。第9章“数字信号处理中的有限字长效应”，这里只讨论定点实现时的误差情况，包括A/D变换的量化误差、系数的量化误差以及运算中的量化误差，并讨论了防止溢出的幅度加权因子以及零输入的极限环振荡和溢出振荡问题。
最后两章，即第八章、第九章是更深一步要求的内容。各章中凡是在小节前加*号的，是供选择的内容。全书共有155道习题，部分习题有分析及解答［见作者的另一本书《数字信号处理教程习题分析与解答（第三版）》（清华大学出版社）］。
配合本书而开发的“数字信号处理多媒体CAI教程”（DSP�睲CAI��2.1)辅助教学光盘附在本书之中，供读者使用。
期望本书第三版能对读者有更多的帮助并受到读者的欢迎。
由于作者的水平所限，书中恐仍有不少不妥甚至错误之处，恳切希望广大读者批评指正。
作 者2006年6月于北京

《数字信号处理（第五版）》 洞悉信号世界的本质，驾驭数字处理的奥秘 在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据流所包围。从清晰悦耳的音乐、栩栩如生的图像，到精准可靠的通信信号、揭示病灶的医学影像，再到探测宇宙奥秘的雷达与声纳，数字信号无处不在，深刻地影响着我们生活的方方面面。而驾驭这些信号、从中提取有价值信息、甚至创造全新信号的能力，正是数字信号处理（DSP）的核心所在。 《数字信号处理（第五版）》是一部全面而深刻的数字信号处理领域经典教材。它不仅系统地阐述了数字信号处理的基本理论、核心概念和关键技术，更通过深入浅出的讲解和丰富详实的示例，带领读者逐步掌握分析、设计和实现数字信号处理系统的能力。本书旨在为学习者构建一个坚实的理论基础，并在此基础上培养解决实际问题的工程实践能力，使其能够游刃有余地应对现代科技发展中日益复杂的信号处理挑战。 本书的独特视角与深邃内涵 本书在内容编排上，紧密围绕数字信号处理的学科脉络展开，层层递进，逻辑清晰。它从最基础的信号与系统概念出发，逐步深入到离散时间信号的表示、傅里叶分析、Z变换、滤波器设计、随机信号处理以及现代数字信号处理技术等多个关键领域。 基础理论的扎实奠基： 本书在开篇就为读者构建了坚实的理论基石。首先，它详细介绍了连续时间信号与离散时间信号的性质、表示方法以及基本运算，为后续的深入学习铺平了道路。接着，对线性时不变（LTI）系统进行了详尽的分析，阐述了其系统函数、冲激响应等核心概念，并深入探讨了卷积运算在LTI系统分析中的核心作用。这些基础概念的清晰理解，是掌握后续所有数字信号处理技术的前提。 频率域分析的智慧之眼： 傅里叶分析是数字信号处理的灵魂。本书将傅里叶级数和傅里叶变换的理论娓娓道来，重点讲解了离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其重要的性质。尤其是在DFT的阐述上，本书不仅介绍了其基本原理，还深入探讨了其在实际应用中的重要性，为理解快速傅里叶变换（FFT）奠定了基础。Z变换作为DTFT的推广，在系统稳定性分析和系统函数的研究中扮演着至关重要的角色，本书对其进行了详尽的讲解。 滤波器设计艺术的精湛演绎： 滤波器是数字信号处理中最核心的应用之一，其目的是从信号中提取特定频率成分或抑制不需要的频率成分。本书系统地介绍了数字滤波器的分类，包括无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。对于每种滤波器，本书都详细讲解了不同的设计方法，从经典的巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器，到更具工程实用性的窗函数法、频率采样法等FIR滤波器设计技术。它不仅教授了设计方法，更强调了设计过程中的权衡与选择，以及如何根据实际应用需求选择最优的滤波器结构。 随机信号处理的严谨探索： 现实世界中的许多信号并非确定性的，而是具有随机性。本书深入探讨了随机信号的统计特性，包括均值、方差、自相关函数、功率谱密度等。在此基础上，它讲解了谱估计技术，如周期图法、改进的周期图法、Welch方法等，使读者能够从噪声干扰的信号中提取有用的统计信息。还涉及了马尔可夫过程、维纳滤波等内容，为理解和处理复杂随机信号系统提供了理论支持。 现代信号处理技术的视野拓展： 随着科技的飞速发展，数字信号处理的应用领域不断拓展。本书也紧跟时代步伐，介绍了许多现代数字信号处理的重要技术，例如多速率信号处理、自适应滤波、谱分析的现代方法、以及压缩感知等前沿技术。这些内容为读者打开了新的视野，使其能够了解并掌握当前最先进的信号处理技术，为解决更复杂、更具挑战性的工程问题提供指导。 循序渐进的学习体验 本书深知学习的规律，始终坚持循序渐进的教学原则。每一章节的讲解都建立在前一章节的基础上，确保读者能够逐步理解复杂的概念。同时，本书在每一章节的末尾都配有大量的习题，这些习题涵盖了从概念理解到计算分析的各个层面，旨在巩固和深化读者对所学知识的掌握。此外，书中穿插了大量的图示和表格，生动形象地展示了抽象的数学概念和信号波形，极大地提升了学习的可读性和直观性。 理论与实践的完美融合 《数字信号处理（第五版）》最大的亮点之一在于其理论与实践的完美结合。本书并非仅仅停留在抽象的数学理论层面，而是通过精心设计的例子，将理论知识与实际应用紧密联系起来。它不仅解释了“是什么”，更深入探讨了“为什么”和“如何做”。通过这些实例，读者可以清晰地看到各种数字信号处理技术在实际工程中是如何发挥作用的，例如在音频信号的去噪、图像信号的增强、通信信号的调制解调等方面。 谁将从本书中受益？ 本书的内容设计，使其成为以下人群的理想选择： 电子工程、通信工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生和研究生： 本书是这些专业核心课程的理想教材，能够为学生打下坚实的数字信号处理理论基础。 从事信号处理相关工作的工程师和研究人员： 本书能够帮助他们系统地回顾和深化对数字信号处理知识的理解，掌握最新的技术进展，解决实际工程中的问题。 对数字信号处理感兴趣的自学者： 本书清晰的逻辑结构和由浅入深的讲解方式，使得自学者也能循序渐进地掌握数字信号处理的知识体系。 开启您的信号处理探索之旅 数字信号处理是一个充满魅力且应用广泛的领域，它连接着基础科学与工程应用，驱动着现代科技的进步。掌握数字信号处理技术，就如同获得了一把洞察信号世界本质的钥匙，能够帮助您理解和创造更智能、更高效的系统。 《数字信号处理（第五版）》将是您在这趟探索之旅中最可靠的向导。它将引导您穿越理论的迷宫，抵达实践的高峰。无论您是初学者，还是希望在现有基础上不断提升的从业者，本书都将以其深刻的内涵、严谨的论证和丰富的实践指导，助您在数字信号处理的浩瀚海洋中，乘风破浪，收获知识的宝藏。翻开本书，让我们一起开启这段精彩绝伦的数字信号处理之旅吧！

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实战派的福音，解决了我毕业设计的大难题 作为一名即将毕业的研究生，我一直在为我的毕业设计项目苦恼。我的研究方向涉及到了图像去噪和特征提取，其中大量的信号处理算法是我需要攻克的难关。在查阅了多本专业书籍后，我偶然发现了《数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）》。这本书的强大之处在于它卓越的实用性。作者在讲解理论的同时，非常注重与MATLAB的结合，提供了大量可以直接运行和修改的源代码。这对于我这种需要将理论转化为实际应用的工程师/研究生来说，简直是及时雨。书中关于滤波器设计、谱分析、自适应滤波等章节，不仅理论讲解透彻，更给出了详细的MATLAB实现步骤和代码示例。我能够根据书中的指引，快速地将各种滤波算法应用于我的图像数据集，并进行效果对比。更重要的是，书中对于算法的优缺点、适用场景的分析，帮助我做出了更明智的选择。我甚至利用书中关于小波变换的章节，实现了对图像噪声的高效去除，显著提升了我的毕业设计质量。这本书的MATLAB版，真正实现了“学以致用”，为我的科研道路提供了坚实的支撑。

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一本让我对信号处理产生浓厚兴趣的启蒙之作 刚拿到这本书时，我是一名对数字信号处理一无所知的大学新生。课程设置中这门课让我感到一丝畏惧，教科书上的公式和理论似乎像一座座难以逾越的高山。然而，当我翻开《数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）》时，我的感觉瞬间改变了。作者以极其生动形象的比喻和循序渐进的讲解，将原本枯燥抽象的概念变得触手可及。他并没有一开始就抛出一堆复杂的公式，而是从最基础的采样、量化开始，一点点搭建起信号处理的知识框架。尤其令我印象深刻的是，书中大量的图示和MATLAB实例，仿佛一位经验丰富的老师在我身边手把手地指导。我尝试着敲下那些MATLAB代码，亲眼看到滤波器的输出曲线如何随着参数的变化而改变，这种直观的体验让我对傅里叶变换、Z变换等核心概念有了前所未有的理解。我甚至能够根据书中的例子，自己动手设计简单的滤波器来处理一些生活中的声音信号，那种成就感无与伦比。这本书不仅仅是一本教材，更像是一本引人入胜的科普读物，它点燃了我对信号处理的无限好奇，让我开始享受探索这个奇妙领域的乐趣。

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一本让我在混沌中找到秩序的书，重新认识了信号的本质 在接触《数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）》之前，我总觉得数字信号处理是一个非常混乱和抽象的概念。各种频率、幅度、相位交织在一起，让我难以抓住重点。这本书最大的贡献在于，它教会了我如何去“看”信号，如何去理解信号的内在规律。作者通过将信号分解成一系列基本的正弦波，利用傅里叶变换揭示信号的频率成分，让我茅塞顿开。书中的各种图形化演示，将抽象的数学公式转化为直观的视觉信息，让我能够清晰地看到信号在不同变换域下的形态。例如，通过观察时域信号的幅度和相位变化，我能够推断出其频域特征；而通过分析频域图谱，我又能够反推出时域信号的组成。这种“由表及里”的学习过程，让我对信号的本质有了更深刻的认识。MATLAB的强大功能，在这本书的运用中得到了淋漓尽致的体现。我不仅能够通过代码实现各种信号的生成和处理，更能够通过可视化工具，直观地观察信号的变化过程。这本书让我从一个被信号“淹没”的学生，变成了一个能够“驾驭”信号的研究者。

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超乎预期的学习体验，从畏惧到热爱的华丽转身 坦白说，我一直对“数字信号处理”这个词感到有些畏惧。感觉它是一个充满复杂数学公式和抽象概念的学科，充满了理论的“硬菜”，很难下咽。然而，《数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）》彻底颠覆了我的固有认知。这本书的语言风格非常亲切，就像和一位经验丰富的朋友在交流。作者善于用生活中的例子来类比解释复杂的概念，比如将滤波器比作“滤网”，将傅里叶变换比作“解剖”信号，这种生动的比喻让我瞬间就能抓住核心要义。而且，这本书最吸引我的地方就是其对MATLAB的深度整合。我不再是被动地接受理论，而是能够立即动手去实践，去验证。书中提供了大量可以直接运行的代码，我可以修改参数，观察结果，甚至进行一些小小的创新。这种“玩中学”的方式，让我不再感到枯燥和乏味，反而充满乐趣。我记得第一次成功用MATLAB实现了对一段语音信号的降噪时，那种兴奋感至今难忘。这本书让我从一个对信号处理“敬而远之”的学生，转变成了一个对这个领域充满热爱和好奇的学习者。

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理论与实践的完美融合，让我在学术研究中受益匪浅 作为一名在信号处理领域深耕多年的研究人员，我对于该领域的相关文献和教材有着非常高的要求。我一直在寻找一本能够既保证理论深度，又兼顾实践操作的优秀教材。《数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）》无疑满足了我的期待。这本书的理论体系构建得非常严谨，从离散时间信号与系统、傅里叶变换、Z变换，到抽样定理、滤波器设计、谱估计等，每个章节都循序渐进，逻辑清晰。更令人称道的是，作者并没有将理论束之高阁，而是紧密地结合MATLAB的应用，为每一个理论概念都提供了生动的实践案例。我尤其欣赏书中对于各种算法的推导过程，清晰且易于理解，并且后续的MATLAB实现也能够完美地印证理论的正确性。在我的研究工作中，常常需要进行信号的分析和处理，这本书提供的MATLAB工具箱和函数调用方法，极大地提高了我的工作效率。我能够快速地对信号进行时域、频域分析，设计满足特定需求的滤波器，甚至进行更复杂的信号建模和仿真。这本书让我对信号处理的理解上升到了一个新的高度，也为我进行更深入的学术探索提供了宝贵的参考。

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书不错，客服态度很好

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最近正在学习matlab进行信号处理。这个系列的品质都还算可以，希望这本的脉络清晰一些，不过这个价位比较蛋疼，感觉性价比不算高，希望内容值这个价。

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¥67.20数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）

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不错

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毕业后卖掉了现在被我买回来了！

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屯书学技术，留着慢慢看

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¥67.20数字信号处理教程（第五版 MATLAB版）

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书书的内容不错，值得一读，对于扩大视野很有帮助