數字信號處理原理與方法研究 劉洋,張穎慧,那順烏力吉 9787517030508 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

劉洋，張穎慧，那順烏力吉 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 模式識彆
• 圖像處理
• 數學方法
• 算法
• 工程技術
• 高等教育
• 教材

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517030508

商品編碼：29337387742

包裝：平裝

齣版時間：2015-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	數字信號處理原理與方法研究
作者	劉洋,張穎慧,那順烏力吉
定價	76.00元
齣版社	中國水利水電齣版社
ISBN	9787517030508
齣版日期	2015-07-01
字數
頁碼	343
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

《數字信號處理原理與方法研究》共包括10章，主要內容有信號與數字信號處理、離散時間信號與係統、Z變換與離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）、數字濾波器的結構與有限字長效應、ⅡR數字濾波器的設計、FIR數字濾波器的設計、多采樣率數字信號處理、數字信號處理的實現。 　　《數字信號處理原理與方法研究》理論緊扣實際、論述有據、邏輯連貫，應用內容涉及廣泛、形象生動。可作為通信工程、電子信息工程、自動化、電子科學與技術、測控技術與儀器、電子信息科學與技術等專業的本科生教材，也可作為相關專業的技術人員的參考用書。

作者簡介

劉洋，博士，副教授，碩士牛導師。現為中國青年科技工作者協會信息與電子科學專業委員會理事，中國電子學會會員。在國際重要學術期刊和會議上發錶學術論文20餘篇；主持國傢自然科學基金項目1項，參加國傢自然基金項目4項：2010年被授予內濛占自治區“五一勞動奬章”。 　　 　　張穎慧，博士，講師。2015年畢業於北京郵電大學通信與信息係統專業獲工學博士學位。在國際重要學術期刊和會議上發錶學術論文數篇；參與多項國傢重大專項與國傢自然科學基金等項目。 　　 　　那順烏力吉，碩士，講師。2009年畢業於內濛古大學信號與信息處理專業獲工學碩士學位。主要研究領域為通信、信號與信息處理。參加多項國傢自然基金項目和省級項目；在外期刊會議上發錶學術論文10餘篇。

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《數字信號處理：理論與實踐》 一、 核心概念與基礎理論 數字信號處理（DSP）是現代科學技術中一個至關重要的分支，它研究如何用數字技術對信號進行采集、變換、分析、識彆、閤成等操作。本書記載瞭數字信號處理的核心理論基礎，從最根本的信號與係統理論齣發，逐步深入到數字信號處理的各個關鍵領域。 1. 信號與係統：數字信號處理的基石 信號的分類與錶示： 我們將詳細探討連續時間信號與離散時間信號的區彆，包括周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等。信號的數學錶示方法，如時域錶達式、頻域錶示、傅裏葉級數、傅裏葉變換等，都將得到深入闡述。特彆地，我們將聚焦於離散信號的采樣過程，闡述采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）的重要性及其在數字信號處理中的地位。 係統的基本性質： 係統的綫性、時不變性、因果性、穩定性等基本性質是理解和分析係統行為的關鍵。我們將通過大量的實例，介紹如何判斷一個係統是否具備這些性質，並探討這些性質對係統響應的影響。 捲積與衝激響應： 捲積是描述綫性時不變係統輸齣與輸入之間關係的數學運算。我們將詳細講解一維和多維捲積的計算方法，並重點介紹係統的衝激響應，它是錶徵綫性時不變係統特性的基本信息，也為後續的係統分析奠定瞭基礎。 差分方程與係統函數： 對於離散時間係統，差分方程是描述其輸入輸齣關係的數學模型。我們將學習如何建立和求解差分方程，並引入係統函數（Z變換域的傳遞函數）的概念，它提供瞭分析係統頻率響應、穩定性等重要特性的有力工具。 2. 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）：時域到頻域的橋梁 離散傅裏葉變換（DFT）： DFT是數字信號處理中最核心的變換之一，它將有限長序列的時域信息轉換到頻域，揭示瞭信號的頻率成分。我們將詳細介紹DFT的定義、性質（如周期性、綫性、對稱性、時移性、頻移性、捲積性質等），以及它在信號分析中的廣泛應用，例如頻譜分析、濾波設計等。 快速傅裏葉變換（FFT）： 直接計算DFT的計算量巨大，對於長序列而言尤其如此。FFT算法是一種高效計算DFT的方法，它極大地降低瞭計算復雜度。我們將深入剖析FFT算法的原理，包括蝶形運算、按時間抽樣和按頻率抽樣的FFT算法，並分析其在工程實踐中的意義。 周期圖與功率譜密度： 在實際應用中，我們常常需要估計信號的功率譜密度。本書將介紹如何利用DFT來估計信號的周期圖，並進一步探討功率譜密度的概念及其估計方法，為信號的功率分析提供理論依據。 3. Z變換：係統分析與設計的有力工具 Z變換的定義與性質： Z變換是將離散時間信號從時域映射到復域的變換。它在分析和設計離散時間係統方麵具有不可替代的作用。我們將詳細介紹Z變換的定義、收斂域（ROC）的概念，以及其一係列重要的性質，如綫性、時移性、尺度變換性、積分性、微分性、捲積性質等。 逆Z變換： 掌握瞭Z變換，還需要能夠將變換後的結果逆變換迴時域。本書將介紹求解逆Z變換的常用方法，包括部分分式展開法、長除法和留數定理法。 係統函數的分析： Z變換是分析離散時間綫性時不變係統（LTI係統）的強大工具。我們將通過係統函數來錶徵LTI係統，並利用Z變換來分析係統的穩定性（通過判斷極點位置）、因果性以及頻率響應。 二、 數字濾波器的設計與實現 數字濾波器是數字信號處理中最重要和最常見的應用之一，它用於去除信號中的噪聲、提取特定頻率成分或實現其他信號變換。本書將係統介紹數字濾波器的設計原理和方法。 1. 有限衝激響應（FIR）濾波器 FIR濾波器的特點與優勢： FIR濾波器具有綫性相位特性（在任何頻率上相移與頻率成綫性關係），這使得它在許多應用中非常重要，如語音信號處理、圖像處理等。我們將分析FIR濾波器的衝激響應有限且永不衰減的特性。 FIR濾波器設計方法： 窗函數法： 這是最常用的一種FIR濾波器設計方法。我們將介紹幾種常見的窗函數，如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗等，並分析不同窗函數對濾波器性能（如阻帶衰減、過渡帶寬度）的影響。 頻率采樣法： 這種方法通過直接指定濾波器的頻率響應來設計。 最優逼近法（Parks-McClellan算法）： 介紹基於算法的最優 FIR 濾波器設計方法，該方法能在給定的通帶和阻帶內實現最小的幅度誤差。 FIR濾波器的實現： 講解直接型、轉置型等FIR濾波器結構。 2. 無限衝激響應（IIR）濾波器 IIR濾波器的特點與優勢： IIR濾波器通常能夠用較低的階數實現與FIR濾波器相似的濾波效果，從而節省計算資源。我們將分析IIR濾波器衝激響應無限且可能衰減的特性，以及其相位響應通常是非綫性的。 IIR濾波器設計方法： 模擬濾波器設計方法（Butterworth, Chebyshev, Elliptic）： 首先介紹將模擬濾波器設計方法（如Butterworth、Chebyshev Type I、Chebyshev Type II、Elliptic等）轉換為數字濾波器的基本思想，包括巴特沃斯濾波器（通帶平坦）、切比雪夫濾波器（通帶或阻帶內有紋波）和橢圓濾波器（通帶和阻帶內均有紋波，但達到最佳的過渡帶）。 數字域設計方法： 介紹直接在數字域進行IIR濾波器設計的方法，如階梯逼近法。 數字域到模擬域的變換（脈衝響應不變法，雙綫性變換法）： 重點闡述將已設計的模擬濾波器通過脈衝響應不變法和雙綫性變換法轉換為數字濾波器，並分析這兩種方法的優缺點及適用範圍。 IIR濾波器的實現： 講解直接型I、II型，級聯型，並聯型等IIR濾波器結構。 三、 隨機信號處理 現實世界中的許多信號並非確定性的，而是包含隨機成分，如通信信號中的噪聲、測量數據中的誤差等。理解和處理隨機信號對於提高信號質量、進行精確估計和預測至關重要。 1. 隨機信號的基本概念 隨機變量與概率分布： 介紹隨機變量、概率密度函數（PDF）、纍積分布函數（CDF）等基本概念，以及常見的概率分布，如高斯分布。 隨機過程： 將隨機變量的概念擴展到時間域，引入隨機過程的定義，包括狹義和廣義平穩過程。 自相關函數與互相關函數： 介紹自相關函數（描述信號自身的統計特性）和互相關函數（描述兩個信號之間的統計關係），並闡述它們在信號分析中的作用，如檢測信號周期性、估計信號延遲等。 2. 譜估計 經典譜估計： 介紹基於周期圖法和改進周期圖法（如Welch法）的經典譜估計方法，分析它們的優缺點。 現代譜估計： 介紹一些更先進的譜估計方法，如參數法譜估計（AR、MA、ARMA模型）以及高分辨率譜估計方法，並探討它們在信號分析中的優勢。 3. 維納濾波 維納濾波的原理： 介紹維納濾波器的基本原理，它是一種最優綫性濾波器，能在最小均方誤差（MMSE）的意義下，從含有噪聲的信號中估計齣原始信號。 維納濾波器的設計與實現： 詳細推導維納濾波器的錶達式，並介紹其在信號去噪、信號預測等方麵的應用。 四、 高級主題與應用 在掌握瞭數字信號處理的基礎理論和核心技術後，本書還將觸及一些更高級的主題和實際應用。 1. 多速率信號處理 抽樣率的改變： 介紹信號的抽取（降采樣）和插值（升采樣）技術，以及它們在改變信號抽樣率時對信號頻譜的影響。 多速率濾波器的設計與應用： 探討多速率濾波器的結構和設計方法，以及它們在通信係統、音頻處理等領域的應用。 2. 自適應信號處理 自適應濾波器的原理： 介紹自適應濾波器的工作原理，它能夠根據輸入的信號自動調整其參數以達到最優性能。 LMS和RLS算法： 重點介紹兩種經典的自適應濾波算法：最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法，並分析它們的收斂性、計算復雜度等特性。 自適應信號處理的應用： 講解自適應信號處理在迴聲消除、噪聲抑製、信道均衡等方麵的實際應用。 3. 特殊信號處理技術 小波變換： 介紹小波變換的概念、優勢以及其在信號時頻分析、去噪、特徵提取等方麵的應用。 希爾伯特變換： 講解希爾伯特變換及其在帶通信號分析、解析信號構造等方麵的應用。 五、 總結與展望 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的數字信號處理理論體係。通過對信號與係統基礎、離散傅裏葉變換、數字濾波器設計、隨機信號處理以及高級主題的學習，讀者將能夠深刻理解數字信號處理的核心原理，並掌握解決實際工程問題的能力。本書也展望瞭數字信號處理在未來通信、醫療、人工智能等領域的進一步發展和應用前景。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理原理與方法研究》在我學習數字信號處理的道路上，無疑是一盞明燈，指引我穿越瞭許多曾經晦澀難懂的概念。初次捧讀，便被其嚴謹的學術風格和深入淺齣的講解所吸引。書中對於傅裏葉變換、Z變換、拉普拉斯變換等核心數學工具的推導和應用，進行瞭非常詳盡的闡述，不僅給齣瞭理論公式，更結閤瞭大量的實例，讓我能夠直觀地理解這些抽象概念是如何服務於實際信號處理問題的。例如，在講解捲積定理時，作者通過對比時域和頻域的捲積操作，清晰地揭示瞭兩者的等價性，並通過一個濾波器的例子，生動地展示瞭其在信號濾波中的重要作用。此外，書中對濾波器設計的方法，如巴特沃斯、切比雪夫等，都有詳細的原理分析和設計流程，並提供瞭相應的算法實現思路，這對於我進行實際的係統設計非常有幫助。特彆是關於自適應濾波器的章節，它所介紹的LMS算法和RLS算法，及其在噪聲消除、迴聲消除等方麵的應用，讓我對信號處理在現代通信和音頻工程中的強大作用有瞭更深刻的認識。書中配有的圖示也恰到好處，既不過於繁雜，又能準確地錶達關鍵信息，極大地降低瞭閱讀的難度，提升瞭學習效率。可以說，這本書為我打下瞭堅實的理論基礎，也激發瞭我對數字信號處理領域進一步探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子信息工程專業的本科生，我一直在尋找一本能夠全麵、係統地講解數字信號處理的教材。《數字信號處理原理與方法研究》這本書，完美地滿足瞭我的需求。它不僅僅是知識的羅列，更注重原理的深度挖掘和方法論的清晰呈現。書中對於離散時間信號和係統的基本性質，如綫性、時不變、因果性等，進行瞭詳盡的論述，並以此為基礎，逐步引入瞭傅裏葉分析、Z變換等核心工具。我印象最深的是書中對數字濾波器設計的章節，它從不同的設計指標齣發，詳細介紹瞭FIR和IIR濾波器的設計步驟和優缺點，並輔以大量的圖示和算例，讓我能夠清晰地理解不同濾波器類型在實際應用中的選擇依據。例如，書中對比瞭FIR濾波器和IIR濾波器在階數、穩定性和相頻響應等方麵的差異，這對於我進行電路設計時，選擇閤適的濾波器類型非常有指導意義。此外，書中對采樣定理的講解，不僅僅停留在理論層麵，還深入探討瞭采樣過程中的各種失真現象，如混疊，並給齣瞭相應的解決方法，這讓我對數字信號處理的實際操作有瞭更清晰的認識。書中的語言流暢，邏輯性強，閱讀起來不會感到枯燥乏味，是一本不可多得的入門級教材。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在人工智能領域工作的工程師，工作中經常需要處理大量的時序數據，如傳感器數據、語音信號等。因此，對數字信號處理的深入理解顯得尤為重要。《數字信號處理原理與方法研究》這本書，在我的工作實踐中起到瞭關鍵性的指導作用。書中對信號的錶示、變換以及濾波等基本概念的闡述，嚴謹且不失生動，幫助我鞏固瞭理論基礎。特彆是在圖像處理和模式識彆方麵，書中關於圖像增強、邊緣檢測、特徵提取等章節的內容，提供瞭多種行之有效的方法和算法。例如，書中對小波變換在圖像去噪和壓縮方麵的應用進行瞭深入探討，其多分辨率分析的特點，能夠更好地保留圖像的細節信息，這在我進行圖像復原工作時提供瞭新的思路。此外，書中對一些高級主題的介紹，如盲信號分離、獨立成分分析等，也極大地拓展瞭我的視野，讓我瞭解瞭如何從混閤信號中提取有用的信息，這對於我開發更智能的信號處理算法非常有啓發。書中提供的代碼示例雖然不多，但其算法描述清晰，便於我根據自己的開發環境進行實現。總的來說，這本書是理論與實踐相結閤的典範，為我解決實際工程問題提供瞭強有力的技術支撐，也讓我對數字信號處理的未來發展趨勢有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個剛剛涉足數字信號處理領域的研究生來說，《數字信號處理原理與方法研究》這本書簡直是一本寶藏。它不僅提供瞭係統性的理論框架，更注重方法論的探討，這對於培養解決實際問題的能力至關重要。書中對各種算法的推導，邏輯清晰，層次分明，即使是初學者也能循序漸進地理解。例如，在討論離散傅裏葉變換（DFT）的計算效率問題時，書中詳細介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）的原理，並通過蝶形運算圖等可視化工具，極大地增強瞭讀者對算法優化的理解。我尤其欣賞的是書中對不同信號處理方法的比較分析，例如在討論信號采樣時，書中不僅講解瞭奈奎斯特采樣定理，還深入探討瞭欠采樣、過采樣等情況下的處理策略，並分析瞭它們各自的優缺點及適用場景。這讓我能夠根據具體需求，選擇最閤適的處理方法。此外，書中對譜估計方法，如周期圖法、Welch法、多窗法等，進行瞭全麵的介紹和比較，詳細分析瞭它們在不同噪聲環境下性能的差異，這對於我後續在實際項目中進行頻譜分析至關重要。書中的參考文獻列錶也相當豐富，為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。總的來說，這本書為我打開瞭數字信號處理的大門，讓我看到瞭這個領域廣闊的應用前景。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《數字信號處理原理與方法研究》這本書，對我來說是一次令人興奮的學習體驗。作者們以一種非常係統化和結構化的方式，將數字信號處理的復雜世界娓娓道來。我尤其欣賞書中在介紹信號處理算法時，不僅僅提供公式，更注重闡述其背後的數學原理和物理意義。例如，在講解功率譜密度（PSD）的計算時，書中不僅給齣瞭周期圖法和Welch法的具體實現步驟，還詳細分析瞭它們在估計精度和方差方麵的差異，以及如何通過選擇閤適的窗口函數來改善估計性能。這對於我理解和應用譜分析技術，進行信號特徵提取和故障診斷，具有極大的幫助。書中還涉及到瞭許多前沿的研究方嚮，如稀疏信號處理、壓縮感知等，雖然這些章節的篇幅相對較少，但為我提供瞭一個瞭解最新研究動態的窗口，激發瞭我對這些新興領域的興趣。這本書的優點在於它能夠兼顧理論的深度和應用的廣度，既能滿足學術研究的需求，又能指導實際工程實踐。書中豐富的參考文獻也為進一步的深入學習提供瞭堅實的基礎。總而言之，這是一本內容豐富、條理清晰、極具參考價值的數字信號處理專著，對於任何想要深入理解該領域的人來說，都是一本值得反復研讀的寶貴資源。