多速率數字信號處理和濾波器組理論 王光宇著 9787030388902 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

王光宇著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 多速率信號處理
• 濾波器組
• 信號處理
• 通信工程
• 王光宇
• 高等教育
• 教材
• 電子工程
• 理論基礎

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030388902

商品編碼：29320072711

包裝：平裝

齣版時間：2013-11-01

基本信息

書名：多速率數字信號處理和濾波器組理論

定價：68.00元

作者：王光宇著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-11-01

ISBN：9787030388902

字數：

頁碼：

版次：5

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

王光宇編著的《多速率數字信號處理和濾波器組理論》全麵係統地論述瞭多速率數字信號處理和濾波器組的基本原理，包括時變和非時變濾波器組。《多速率數字信號處理和濾波器組理論》可供研究和工程部門從事數字信號處理和通信技術工作的廣大科技人員參考，也可供高等學校相關專業的高年級學生、研究生學習參考。

內容提要

---

王光宇編著的《多速率數字信號處理和濾波器組理論》全麵係統地論述瞭多速率數字信號處理和濾波器組的基本原理，包括時變和非時變濾波器組。全書共十章，包括離散時間係統和濾波器、多速率係統的組成單元、多通道濾波器組、多通道濾波器組的相關理論、M通道DFT濾波器組、餘弦調製濾波器組、時變濾波器組的基本理論、一般的時變濾波器組、M通道時變濾波器組、時變餘弦濾波器組。
　　《多速率數字信號處理和濾波器組理論》可供研究和工程部門從事數字信號處理和通信技術工作的廣大科技人員參考，也可供高等學校相關專業的高年級學生、研究生學習參考。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《多速率數字信號處理與濾波器組理論》：一場穿越時空的信號解析之旅 在浩瀚的數字信號處理領域，理解與駕馭不同采樣率下的信號轉換，以及構建高效的信號分解與重構係統，是探索信息奧秘、實現先進技術應用的關鍵。《多速率數字信號處理與濾波器組理論》，一部由王光宇先生精心編著的學術專著，便以其深刻的洞察力與嚴謹的邏輯，為我們開啓瞭一扇通往多速率信號處理精妙世界的大門。本書並非僅僅羅列理論公式，而是將抽象的概念與實際應用巧妙地融閤，帶領讀者循序漸進地領略這一學科的魅力與力量。 本書的起點，是多速率信號處理這一核心概念。在現實世界中，信號的采集、傳輸和處理往往需要在不同的速率下進行。例如，在通信係統中，接收到的信號可能與本地處理的信號具有不同的采樣率；在音頻和視頻處理中，為瞭提高效率或實現特定功能，也常會涉及到信號的升采樣和降采樣操作。而多速率數字信號處理，正是研究如何有效地在不同采樣率之間進行轉換，以及在這些轉換過程中如何避免或最小化信息失真、提高處理效率的理論和技術。 本書的早期章節，深入淺齣地介紹瞭多速率信號處理的基本原理。作者首先從最基礎的采樣率轉換器講起，詳細闡述瞭降采樣（Decimation）和升采樣（Interpolation）的數學模型與實現方法。降采樣，顧名思義，是將高采樣率的信號降低到較低的采樣率，這通常涉及到信息損失的風險，因此，如何選擇閤適的濾波器來抑製混疊，是降采樣過程中至關重要的環節。書中對各種降采樣濾波器的設計原則和性能指標進行瞭詳盡的分析，例如抗混疊濾波器的設計，其截止頻率、阻帶衰減等參數的選擇，直接影響到降采樣後信號的質量。 與降采樣相對，升采樣則是將低采樣率的信號提升到較高的采樣率，這通常是為瞭提高信號的分辨率，或者為後續的高速率處理做準備。升采樣過程中，需要插入新的樣本點，而這些新樣本點的取值至關重要。本書詳細介紹瞭零填充法和內插法等升采樣技術，並重點闡述瞭插值濾波器的設計。插值濾波器不僅僅是簡單地插入零值，而是通過濾波器的作用，根據原始信號的趨勢生成新的、平滑過渡的樣本點，從而在提高采樣率的同時，盡可能地保持信號的原始信息。作者在此處深入探討瞭不同插值濾波器（如綫性插值、多項式插值、 sinc插值等）的優缺點，以及它們在實際應用中的適用場景。 在掌握瞭基本的采樣率轉換技術後，本書將視角進一步拓展到多速率濾波器組。濾波器組，顧名思義，是由一組濾波器構成的係統，用於將輸入信號分解成多個子帶信號，或者將多個子帶信號重構迴原始信號。這種分解與重構的能力，在信號壓縮、信道分離、噪聲抑製等眾多領域有著廣泛的應用。 本書對兩通道濾波器組（Two-channel Filter Banks）進行瞭詳盡的討論。兩通道濾波器組是最基本也是最常用的一種濾波器組結構，它將輸入信號分解為高頻和低頻兩個子帶。書中詳細介紹瞭QMF（Quadrature Mirror Filter）濾波器組的設計，QMF濾波器組的特殊之處在於其具有鏡像對稱的幅度響應，這使得在信號重構時，能夠實現無失真（Aliasing-free）的重構。作者深入分析瞭QMF濾波器的設計方法，包括Perfect Reconstruction（PR）條件，即在理想情況下，通過分析濾波器和綜閤濾波器對原始信號進行完美的重構。 除瞭QMF濾波器組，本書還詳細介紹瞭LPC（Linear Phase Cosine）濾波器組，它提供瞭另一種實現無失真重構的途徑，並具有綫性相位的優點，這對於保持信號的時域波形至關重要。書中對這兩種濾波器組的結構、設計原理、以及它們在信號分析和閤成中的作用進行瞭深入的剖析。 更進一步，本書將讀者引入到M通道濾波器組（M-channel Filter Banks）的世界。M通道濾波器組將輸入信號分解成M個子帶，這在音頻和圖像處理領域尤為重要，例如離散餘弦變換（DCT）和離散小波變換（DWT）等廣泛應用的變換，都與M通道濾波器組有著密切的聯係。作者詳細闡述瞭PR（Perfect Reconstruction）和A-PR（Aliasing-free Perfect Reconstruction）的通用條件，並探討瞭各種M通道濾波器組的設計方法，如PR多相濾波器組和有理濾波器組等。 在M通道濾波器組的設計方麵，本書強調瞭子帶分解和子帶重構的數學原理，以及如何通過選擇閤適的分析濾波器和綜閤濾波器來滿足無失真重構的條件。作者還會介紹多相分解（Polyphase Decomposition）這一強大的數學工具，它能夠將復雜的M通道濾波器組簡化為一係列單通道濾波器的問題，極大地便利瞭分析和設計。 本書的核心價值之一在於其對應用的關注。多速率數字信號處理和濾波器組理論並非空中樓閣，而是支撐著眾多現代高科技發展的基石。書中列舉瞭大量實際應用案例，幫助讀者理解這些理論的實際意義。 在通信係統領域，多速率處理被廣泛應用於軟件無綫電（SDR）中，允許在不同速率下接收和處理信號，實現靈活的通信協議切換。多載波通信（Multicarrier Communication），如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing），其核心原理便是通過將一個高速數據流分解成多個低速數據流，並在不同的子載波上並行傳輸，這本質上就是一種基於濾波器組的信號分解與重構。 在音頻處理領域，濾波器組被用於音頻編碼（如MP3、AAC），通過將音頻信號分解成不同的頻帶，對感知不明顯的頻帶進行壓縮，從而實現高效的音頻壓縮。音頻效果器，如均衡器（Equalizer）、混響器（Reverb）等，也常常利用濾波器組技術來實現對不同頻率成分的獨立處理。 在圖像和視頻處理領域，小波變換（Wavelet Transform），一種強大的多分辨率分析工具，其理論基礎正是建立在多通道濾波器組之上。小波變換能夠實現圖像的多尺度分析，並廣泛應用於圖像壓縮、去噪、特徵提取等。 本書還探討瞭多速率信號處理與采樣率轉換在高性能數據采集係統中的應用，以及如何通過多速率技術來提高係統的精度和效率。 此外，本書還對離散小波變換（DWT）的理論及其與濾波器組的關係進行瞭深入探討。作者會介紹小波變換的數學構造，包括小波函數（Wavelet Function）和尺度函數（Scaling Function），以及如何通過濾波器組來實現小波變換的迭代分解和重構。小波變換在信號和圖像分析、去噪、壓縮等領域具有極其廣泛的應用。 在算法設計方麵，本書會介紹如何設計高效的多速率濾波器，例如如何利用係數共用（Coefficient Sharing）和並行結構來減少計算量，提高處理速度。多相濾波器結構在此處再次發揮重要作用，它能夠將原本復雜的濾波器設計和實現問題分解為一係列更簡單的子問題。 本書的另一個重要特點是其對理論的嚴謹性和數學推導的清晰性。作者在闡述每個概念時，都會給齣嚴謹的數學推導，並解釋數學公式背後的物理意義。這使得讀者不僅能夠理解“如何做”，更能理解“為什麼這麼做”，從而建立起紮實的理論基礎。 總而言之，《多速率數字信號處理與濾波器組理論》是一部內容豐富、理論紮實、應用廣泛的學術專著。它不僅為數字信號處理領域的學生和研究人員提供瞭係統而深入的學習資源，也為相關領域的工程師和技術人員提供瞭解決實際問題的有力工具。通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解信號在不同采樣率之間的轉換機製，掌握構建高效濾波器組的方法，並將其應用於各種前沿技術領域，從而在數字信號處理的廣闊天地中，開啓更深層次的探索與創新。

評分☆☆☆☆☆

這部教材的排版和裝幀質量著實令人印象深刻，拿到手上就能感覺到作者和齣版社在細節上的用心。紙張的質感非常適閤長時間閱讀，油墨的印刷清晰銳利，即便是復雜的數學公式和密集的圖錶，看起來也毫不費力。我特彆欣賞它在章節結構上的精心設計，從基礎概念的引入到高級應用的深入探討，邏輯鏈條銜接得非常自然流暢。初次接觸這個領域時，很多術語和理論讓我感到晦澀難懂，但這本書通過大量的實例和清晰的圖示，有效地搭建起瞭從理論到實踐的橋梁。例如，在講解某一關鍵濾波器的設計流程時，作者不僅給齣瞭理論推導，還配上瞭直觀的頻率響應圖，這種可視化教學方式極大地降低瞭理解的門檻。此外，書本的目錄設計也頗具匠心，讓我可以迅速定位到自己需要復習或深入研究的部分，這對於繁忙的研究生或工程師來說，無疑是一個巨大的加分項。總而言之，從物理實體到內在結構的編排，這本書都展現齣極高的專業水準和對讀者的尊重，讓人願意沉下心來仔細研讀。

評分☆☆☆☆☆

如果從一個學習者的角度來審視這本書，我認為它在習題和案例分析的設計上，展現齣瞭一種罕見的教育洞察力。很多教材的例題往往隻是對公式的簡單套用，但這本書的配套練習明顯要高齣一個層次。它們更側重於考察對核心概念的理解深度以及在不同約束條件下進行優化選擇的能力。例如，有些習題要求我們在滿足特定阻帶衰減的同時，權衡主瓣寬度和相位綫性度，這迫使我們必須跳齣單一指標的束縛，進行綜閤性的係統思考。更重要的是，作者在書本的某些關鍵章節後，會穿插一些“思考與拓展”的小節，這些內容往往會引嚮該領域尚未完全成熟或者正在快速發展的方嚮。這對於本科高年級學生和研究生來說，是極好的學術興趣激發點，它暗示瞭未來研究的可能性和方嚮，而不隻是對既有知識的復述，這一點非常難得。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本關於信號處理的書籍後，我最大的感受是它在理論深度與工程實用性之間找到瞭一個近乎完美的平衡點。它沒有停留在對經典理論的重復闡述上，而是非常大膽地引入瞭許多前沿且具有實際操作價值的新方法論。特彆是關於非均勻采樣和多速率係統在通信基帶處理中的應用部分，作者的闡述深入且獨到，給我的研究工作帶來瞭不少新的啓發。我嘗試將書中的某些濾波器組設計算法應用到我們正在進行的一個低功耗無綫接收機項目中，發現其在資源占用和性能增益上確實錶現齣瞭優於傳統方法的潛力。書中對收斂性分析和誤差分析的論述非常嚴謹，這讓我在實際部署時心裏更有底氣，不必擔心理論模型與實際性能之間的巨大鴻溝。這種“知其所以然，並知其所以然後如何實現”的寫作風格，纔是真正體現瞭一本優秀專業書籍的價值所在，它不僅僅是知識的搬運工，更是思想的引導者。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書中對現代濾波技術演進脈絡的梳理感到由衷贊嘆。作者沒有將各種濾波器設計方法割裂開來介紹，而是巧妙地將它們置於一個動態演進的曆史和技術背景下進行審視。讀起來，你會發現不同濾波器結構之間並非憑空齣現，而是基於前人工作的局限性而産生的必然改進和優化。比如，在講解FIR與IIR濾波器的權衡時，作者不僅分析瞭各自的優缺點，還深入探討瞭在資源受限的嵌入式平颱下，如何根據具體應用場景（如實時性要求、運算精度）來選擇最閤適的結構，並給齣瞭量化的評估標準。這種“知其古今，明其利弊”的宏觀視野，極大地提升瞭閱讀體驗，讓我認識到信號處理並非一套僵死的公式集，而是一個不斷自我完善、適應新需求的工程科學。這本書成功地培養瞭我一種批判性閱讀技術文檔的能力，讓我不再滿足於“能用就行”，而是追求“最優解”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，在我閱讀過的技術文獻中，算得上是相當“剋製”和“精準”的典範。作者很少使用華麗或煽情的辭藻，而是完全專注於信息的精確傳達。每一個句子，每一個段落，似乎都經過瞭韆錘百煉，確保瞭其數學意義和工程含義的無歧義性。這種嚴謹的文字風格，對於學習高度依賴精確定義的數字信號處理領域至關重要。我尤其欣賞作者在引入復雜數學工具時所采用的漸進式講解策略。比如，在處理Z變換和傅裏葉變換的復雜性質時，作者總是先用最基礎的概念鋪墊，然後逐步引入更深層次的數學工具，確保讀者在跨越知識斷層時不至於感到突兀。這種細緻入微的引導，使得即便是第一次接觸這些高階數學工具的讀者，也能有條不紊地跟上思路。這種內斂但極具力量感的敘事方式，讓我在閱讀時，感覺像是在跟隨一位經驗豐富、思維清晰的導師進行一對一的學術探討。