数字信号处理——基于计算机的方法(第四版)(英文改编版) 米特拉 978712114597 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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米特拉 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121145971

商品编码：29514215793

包装：平装

出版时间：2011-10-01

基本信息

书名：数字信号处理——基于计算机的方法(第四版)(英文改编版)

定价：69.00元

作者：米特拉

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-10-01

ISBN：9787121145971

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.840kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书是在数字信号领域的经典教材Digital Signal Processing: A Computer-BasedApproach, FourthEdition的基础上改编而成的，内容涵盖了信号与信号处理、时域中的离散时间信号统、频域中的离散时间信号、离散时间系统、有限长离散变换、z变换、变换域中的LTI离散时间系统、数字滤波器结构、IIR数字滤波器设计、FIR数字滤波器设计、DSP算法实现等方面。本书的特点是，在讲解上述内容的同时，给出了大量简单而实用的例子，并用MATLAB程序进行了验证，同时提供了大量的高质量习题和仿真练习。

目录

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Table of Contents
1 Signals and Signal Processing
　1.1 Characterization and Classification of Signals
　1.2 Typical Signal Processing Operations
　1.3 Examples of Typical Signals
　1.4 Typical Signal Processing Applications
　1.5 Why Digital Signal Processing
2 Discrete-Time Signals in the Time Domain
　2.1 Time-Domain Representation
　2.2 Operations on Sequences
　2.3 Operations on Finite-Length Sequences
　2.4 Typical Sequences and Sequence Representation
　2.5 The Sampling Process
　2.6 Correlation of Signals
　2.7 Random Signals
　2.8 Summary
　2.9 Problems
　2.10 MATLAB Exercises
3 Discrete-Time Signals in the Frequency Domain
　3.1 The Continuous-Time Fourier Transform
　3.2 The Discrete-Time Fourier Transform
　3.3 Discrete-Time Fourier Transform Theorems
　3.4 Energy Density Spectrum of a Discrete-Time Sequence
　3.5 Band-Limited Discrete-Time Signals
　3.6 DTFT Computation Using MATLAB
　3.7 The Unwrapped Phase Function
　3.8 Digital Processing of Continuous-Time Signals
　3.9 Sampling of Bandpass Signals
　3.10 Effect of Sample-and-Hold Operation
　3.11 Summary
　3.12 Problems
　3.13 MATLAB Exercises
4 Discrete-Time Systems
　4.1 Discrete-Time System Examples
　4.2 Classification of Discrete-Time Systems
　4.3 Impulse and Step Responses
　4.4 Time-Domain Characterization of LTI Discrete-TimeSystems
　4.5 Simple Interconnection Schemes
　4.6 Finite-Dimensional LTI Discrete-Time Systems
　4.7 Classification of LTI Discrete-Time Systems
　4.8 Frequency-Domain Representations of LTI Discrete-TimeSystems
　4.9 Phase and Group Delays
　4.10 Summary
　4.11 Problems
　4.12 MATLAB Exercises
5 Finite-Length Discrete Transforms
　5.1 Orthogonal Transforms
　5.2 The Discrete Fourier Transform
　5.3 Relation Between the DTFT and the DFT and Their Inverses
　5.4 Circular Convolution
　5.5 Classifications of Finite-Length Sequences
　5.6 DFT Symmetry Relations
　5.7 Discrete Fourier Transform Theorems
　5.8 Fourier-Domain Filtering
　5.9 Computation of the DFT of Real Sequences
　5.10 Linear Convolution Using the DFT
　5.11 Summary
　5.12 Problems
　5.13 MATLAB Exercises
6 z-Transform
　6.1 Definition
　6.2 Rational z-Transforms
　6.3 Region of Convergence of a Rational z-Transform
　6.4 The Inverse z-Transform
　6.5 z-Transform Theorems
　6.6 Computation of the Convolution Sum of Finite-LengthSequences
　6.7 The Transfer Function
　6.8 Summary
　6.9 Problems
　6.10 MATLAB Exercises
7 LTI Discrete-Time Systems in the Transform Domain
　7.1 Transfer Function Classification Based on MagnitudeCharacteristics
　7.2 Transfer Function Classification Based on PhaseCharacteristics
　7.3 Types of Linear-Phase FIR Transfer Functions
　7.4 Simple Digital Filters
　7.5 Inverse Systems
　7.6 Summary
　7.7 Problems
　7.8 MATLAB Exercises
8 Digital Filter Structures
　8.1 Block Diagram Representation
　8.2 Equivalent Structures
　8.3 Basic FIR Digital Filter Structures
　8.4 Basic IIR Digital Filter Structures
　8.5 Realization of Basic Structures Using MATLAB
　8.6 Allpass Filters
　8.7 IIR Tapped Cascaded Lattice Structures
　8.8 FIR Cascaded Lattice Structures
　8.9 Summary
　8.10 Problems
　8.11 MATLAB Exercises
9 IIR Digital Filter Design
　9.1 Preliminary Considerations
　9.2 Bilinear TransformationMethod of IIR Filter Design
　9.3 Design of Lowpass IIR Digital Filters
　9.4 Design of Highpass, Bandpass, and Bandstop IIR DigitalFilters
　9.5 Spectral Transformations of IIR Filters
　9.6 IIR Digital Filter Design Using MATLAB
　9.7 Summary
　9.8 Problems
　9.9 MATLAB Exercises
10 FIR Digital Filter Design
　10.1 Preliminary Considerations
　10.2 FIR Filter Design Based on Windowed Fourier Series
　10.3 Computer-Aided Design of Equiripple Linear-Phase FIRFilters
　10.4 Design of Minimum-Phase FIR Filters
　10.5 FIR Digital Filter Design Using MATLAB
　10.6 Summary
　10.7 Problems
　10.8 MATLAB Exercises
11 DSP Algorithm Implementation
　11.1 Basic Issues
　11.2 Structure Simulation and Verification Using MATLAB
　11.3 Computation of the Discrete Fourier Transform
　11.4 Fast DFT Algorithms Based on Index Mapping
　11.5 DFT and IDFT Computation Using MATLAB
　11.6 Sliding Discrete Fourier Transform
　11.7 DFT Computation over a Narrow Frequency Band
　11.8 Summary
　11.9 Problems
　11.10 MATLAB Exercises
A Analog Lowpass Filter Design
　A.1 Analog Filter Specifications
　A.2 Butterworth Approximation
　A.3 Chebyshev Approximation
　A.4 Elliptic Approximation
　A.5 Linear-Phase Approximation
　A.6 Analog Filter Design Using MATLAB
　A.7 Analog Lowpass Filter Design Examples
　A.8 A Comparison of the Filter Types
　A.9 Anti-Aliasing Filter Design
　A.10 Reconstruction Filter Design
B Design of Analog Highpass, Bandpass, and Bandstop Filters
　B.1 Analog Highpass Filter Design
　B.2 Analog Bandpass Filter Design
　B.3 Analog Bandstop Filter Design
Bibliography

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理——一种现代视角 数字信号处理（DSP）作为一门跨越工程、科学和通信等众多学科的基石技术，其重要性日益凸显。从智能手机上的语音助手到医疗影像的清晰呈现，从高保真音频的传递到复杂的金融数据分析，DSP无处不在，深刻影响着我们的日常生活和前沿科技的发展。本书旨在为读者提供一个全面、深入且注重实践的数字信号处理理论框架，并结合现代计算机工具，使其能够理解、设计并实现各种信号处理系统。 本书的编排逻辑清晰，从基础概念出发，循序渐进地引导读者掌握DSP的核心原理和技术。我们首先从信号与系统的基本概念入手，介绍离散时间信号的表示、分类及其基本运算，如卷积、延迟和加权求和。接着，将重点放在线性时不变（LTI）系统上，深入探讨其性质、频率响应以及如何利用差分方程和系统函数来描述和分析LTI系统。这一部分是理解后续所有DSP技术的基础，我们将通过丰富的例子和图示，帮助读者建立直观的认识。 随后，本书将目光聚焦于DSP的核心工具——傅里叶变换。我们将详细介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。傅里叶变换是分析信号频谱特性的关键，它揭示了信号在频率域的构成，为滤波、调制解调等众多应用奠定了理论基础。FFT作为一种高效计算DFT的方法，极大地推动了DSP的实际应用。本书不仅会阐述其数学原理，还会探讨其在实际计算中的效率和准确性问题。 除了时域和频域的分析，Z变换是理解和设计离散时间系统，特别是因果性和稳定性分析不可或缺的工具。本书将深入讲解Z变换的定义、性质、收敛域以及如何利用它来分析和设计数字滤波器。我们会详细阐述零极点图在系统分析中的作用，以及如何通过调整零极点位置来获得期望的系统性能。 数字滤波器是DSP中最重要也是应用最广泛的组成部分之一。本书将系统地介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将详细讲解它们的设计方法，包括模拟原型法、窗函数法、频率采样法等，并分析它们的优缺点、适用场景以及设计时的权衡考量。读者将学习如何根据特定的性能指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽、相位响应等）选择合适的设计方法和滤波器结构。 在掌握了基础理论之后，本书将带领读者进入采样理论的核心。我们将深入探讨奈奎斯特-香农采样定理，理解信号采样过程中可能出现的失真——混叠，并介绍防止混叠的方法，如抗混叠滤波器和过采样技术。这一部分对于理解模拟信号到数字信号的转换至关重要，直接关系到后续信号处理的有效性。 为了更有效地处理和分析信号，统计信号处理的概念被引入。我们将介绍随机信号的基本概念，如均值、自相关函数、功率谱密度，以及如何描述和分析随机信号的行为。同时，本书还将探讨最优滤波，特别是维纳滤波器和卡尔曼滤波器。这些滤波器能够在存在噪声的情况下，以最优的方式估计信号，在目标跟踪、导航、通信等领域有着广泛的应用。 此外，本书还将关注多速率信号处理。随着数字信号处理在通信和数据压缩等领域的广泛应用，对信号速率进行改变的需求也日益增长。多速率信号处理技术，如抽取（decimation）和插值（interpolation），能够有效地改变信号的采样率，从而减少计算量、提高传输效率或满足不同系统的接口要求。我们将深入讲解这些技术的基本原理和实现方法。 随着计算能力的飞速发展，基于计算机的数字信号处理已成为主流。本书将贯穿始终地强调这一点，并融入MATLAB等强大的计算工具。我们将通过大量的实例和代码片段，展示如何使用这些工具来实现各种DSP算法，从简单的滤波到复杂的系统仿真。读者将学会如何利用MATLAB的内置函数和脚本来设计、分析和评估DSP系统，从而加速研发进程，并将理论知识转化为实际能力。 本书的特色之一在于其贴近实际应用。我们将通过多个实际案例，将理论知识与工程实践相结合。例如，在语音信号处理部分，我们将讨论语音编码、语音识别和噪声消除等技术；在图像处理部分，我们将介绍图像增强、边缘检测和图像压缩等算法。这些案例将帮助读者理解DSP在不同领域的具体应用，激发学习兴趣，并为他们未来的职业生涯打下坚实基础。 本书的目标读者广泛，包括高等院校的本科生、研究生，以及从事信号处理、通信、控制、电子工程、计算机科学等领域的研究人员和工程师。无论您是初学者，还是希望深化理解的从业者，都能从本书中获益。我们力求在理论的严谨性和讲解的易懂性之间取得平衡，为读者提供一个既有深度又不失可读性的学习体验。 总而言之，本书不仅仅是一本理论教材，更是一本实践指南。我们希望通过系统性的讲解和丰富的实践案例，帮助读者掌握数字信号处理的核心知识和技能，并能够自信地运用现代计算机工具解决实际工程问题，为数字信号处理的未来发展贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在工作中需要处理大量信号数据的工程师，我一直在寻找一本能够真正帮助我提升实际问题解决能力的DSP参考书。这本书完全满足了我的需求。它不仅仅是一本理论教材，更像是一本实践指南。书中丰富的案例研究和解决方案，让我能够快速找到处理类似问题的思路。我尤其喜欢它对于滤波器设计的讲解，不仅介绍了各种滤波器的原理和设计方法，还深入分析了它们在不同应用场景下的优缺点，并给出了具体的实现代码。这对于我来说非常有价值，因为在实际工作中，选择合适的滤波器是至关重要的。此外，书中对于谱分析、自适应信号处理等主题的阐述也十分到位，让我对这些高级概念有了更清晰的认识。而且，它对于一些前沿算法的介绍，也让我能够保持对行业发展的敏感度。这本书就像一位经验丰富的导师，在我遇到困难时，总能提供切实的指导和启发，帮助我更快更好地完成工作。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的写作风格和组织结构是它最吸引我的地方之一。作者似乎深谙如何让读者循序渐进地掌握知识，而且非常注重逻辑的连贯性。从最基本的信号表示，到各种变换的原理，再到滤波器的设计和实现，每一个章节都像是一个精心搭建的积木，前一章的知识自然而然地引出了下一章的内容，丝毫不会让人感到突兀或难以理解。书中大量的图示和流程图也是一大亮点，它们将抽象的概念可视化，帮助我们更直观地理解数学公式背后的含义。例如，在解释卷积操作时，书中用多个动态的图例展示了不同情况下信号相加和相乘的过程，这比纯粹的数学推导要有效得多。此外，作者在讲解时，总能巧妙地穿插一些实际应用案例，比如音频信号处理、图像处理中的一些经典问题，让我们看到DSP在现实世界中的价值。这种理论与实践的结合，极大地增强了我的学习兴趣和动力。我尤其喜欢它在讲解一些算法时，会先给出其核心思想，然后再深入到数学推导，这样的方式既能让我们快速抓住重点，又不失严谨性。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我这样希望从零开始建立扎实DSP知识体系的读者来说，绝对是宝藏级别的存在。它的叙述方式非常清晰，即使是初学者也能轻松跟上。作者在解释每个概念时，总是会追溯到最根本的原理，然后一步步引申出复杂的应用。这种“由浅入深”的教学方法，避免了许多教科书可能出现的“断层感”。我尤其欣赏书中对于信号和系统的基本性质的讲解，比如线性、时不变性、因果性等，这些基础概念贯穿了整个DSP的学习过程，打好了坚实的基础。而且，书中在介绍一些重要的数学工具，如傅里叶变换、Z变换时，也讲解得非常细致，并解释了它们在信号分析中的具体作用。让我印象深刻的是，书中对于一些经典算法的推导过程，虽然涉及不少数学公式，但作者总是会用通俗易懂的语言来解释这些公式的物理意义，让我们不至于迷失在符号的海洋里。总而言之，这本书为我提供了一个非常全面和系统的DSP学习框架。

评分☆☆☆☆☆

我得承认，一开始我对于“基于计算机的方法”这个副标题还有些疑虑，担心它会过于侧重编程技巧而忽略了理论基础。然而，这本书完全打消了我的顾虑。它在理论深度上毫不含糊，对于每一个核心概念的讲解都非常透彻，从数学原理到算法复杂度，都进行了详细的阐述。但与此同时，它又非常强调如何将这些理论转化为可执行的计算机程序。书中的代码示例清晰、简洁，而且通常会提供多种语言（如Python、MATLAB）的实现，这对于不同背景的读者来说都非常友好。更重要的是，这本书不仅仅是提供代码，它更注重解释代码背后的逻辑和算法思路，让我们理解“为什么这么写”，而不仅仅是“怎么写”。例如，在介绍FIR滤波器设计时，书中不仅讲解了窗函数法和频率采样法，还详细分析了不同窗函数的特性对滤波器性能的影响，并给出了相应的代码实现，让我们能够通过编程直观地感受到这些差异。这种深入浅出的讲解方式，让我对DSP理论有了更深刻的理解，也让我更有信心将这些知识应用到实际项目中。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直打开了我的新世界大门！虽然我之前对数字信号处理（DSP）有过一些零散的了解，但总觉得隔靴搔痒，不够系统。这次偶然的机会翻到了这本书，简直是相见恨晚。它以一种非常亲民的方式，将复杂的DSP概念层层剥开，从最基础的采样定理、傅里叶变换开始，一步步深入到更高级的滤波器设计、自适应滤波等内容。最让我惊喜的是，它并非照本宣科，而是紧密结合计算机的应用，大量的实例和代码演示，让我能够立刻将理论付诸实践。比如，在学习FFT算法的时候，书中给出了Python的实现代码，我跟着敲了一遍，那种豁然开朗的感觉无与伦比。而且，作者在讲解过程中，总是能够恰到好处地引入一些经典的算法和技术，例如LMS算法、Kalman滤波等，并且会解释它们在实际应用中的优越性。对于我这种喜欢动手实践的学习者来说，这简直是福音。以前看一些理论书，总觉得抽象，看完之后不知道怎么用，而这本书恰恰弥补了这一块的不足，让我能够真正理解“计算机方法”的精髓。它不仅仅是知识的传授，更是一种思维方式的引导，让我能够用更高效、更现代的工具去解决问题。