信號處理教程 印勇 9787563522415 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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印勇 著

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• 信號處理
• 數字信號處理
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• 高等教育
• 教材
• 理論與實踐
• 係統分析
• 濾波技術

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563522415

商品編碼：29514361088

基本信息

書名：信號處理教程

定價：25.00元

作者：印勇

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：

ISBN：9787563522415

字數：

頁碼：213

版次：1

裝幀：

開本：

商品重量：0.300kg

編輯推薦

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內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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信號的海洋：探索數據的奧秘與變換的藝術 在這個信息爆炸的時代，我們每天都被海量的數據包圍。從手機通信、數字音頻、醫學影像到天文觀測，無不依賴於對信號的精確捕捉、理解和處理。信號，作為承載信息的載體，是現代科技和社會運轉的基石。而“信號處理”這門學科，則如同為我們打開瞭一扇通往數據深層奧秘的窗口，讓我們能夠看透紛繁復雜的信號錶象，挖掘其內在規律，並對其進行巧妙的變換與重塑，以滿足日益增長的應用需求。 信號處理，顧名思義，是對信號進行一係列操作和分析的科學與技術。它不僅僅是一門獨立的學科，更是連接數學、物理、電子工程、計算機科學等多個領域的橋梁。它的核心在於研究信號的數學模型，以及如何通過各種算法和係統來改變信號的特性，例如濾波、壓縮、增強、檢測、估計等。掌握信號處理的原理與方法，就如同掌握瞭一套解讀世界、創造可能性的通用語言。 第一章：信號的本質——理解我們觸及的“信息” 要深入理解信號處理，首先需要對“信號”有一個清晰的概念。信號並非隻是抽象的數學符號，它更是一種物理現象的量化錶示。它可以是隨時間變化的電壓，如同我們聲音信號在麥剋風中的轉換；可以是隨空間變化的亮度，如同一張數字照片中的像素值；也可以是隨頻率變化的電磁波，如無綫電信號的載體。 本章節將帶您從最基本的層麵認識信號。我們將探討連續時間信號與離散時間信號的區彆，它們各自的數學錶示方法，以及它們在現實世界中的具體體現。例如，連續信號如模擬錄音帶中的聲波，而離散信號則是我們熟悉的數字音頻文件，其聲音信息被分割成一個個離散的采樣點。 我們還將深入研究信號的基本性質：周期性、奇偶性、能量與功率。理解這些性質，能夠幫助我們更好地判斷信號的特點，從而選擇最閤適的處理方法。例如，周期信號具有規律性的重復，這為我們進行頻譜分析奠定瞭基礎；而能量和功率的概念，則直接關係到信號的強度和數據傳輸的效率。 此外，信號的錶示方法也是本章的重點。我們將介紹常用的信號錶示形式，如波形圖、時域圖、頻域圖等。波形圖直觀地展示瞭信號隨時間的變化，而頻域圖則揭示瞭信號的頻率成分，這在許多應用中至關重要，例如音頻降噪就是通過在頻域中識彆和去除不需要的頻率成分來實現的。 第二章：係統的奧秘——信號變換的“加工廠” 信號本身隻是原始數據，要使其發揮作用，需要通過“係統”進行處理。係統是信號處理的“加工廠”，它接收輸入信號，經過一係列的變換，輸齣處理後的信號。理解係統的特性，是掌握信號處理的關鍵。 本章將聚焦於綫性時不變（LTI）係統，這是信號處理中最基本也是最重要的係統模型。我們將探討係統的綫性性質，即係統的疊加原理，以及其時不變性質，即係統的響應不隨時間的推移而改變。LTI係統之所以重要，是因為許多現實世界的係統都可以近似地用LTI係統來描述，並且其分析方法也相對成熟。 我們將深入研究LTI係統的兩種重要錶示方法：捲積和衝激響應。捲積是LTI係統分析的核心運算，它描述瞭係統如何對輸入信號進行加權求和，從而産生輸齣信號。而衝激響應，則是LTI係統對一個極短脈衝（單位衝激）的響應，它完全錶徵瞭一個LTI係統的特性。通過瞭解一個係統的衝激響應，我們就能預測它對任何輸入信號的響應。 此外，本章還將介紹係統的頻率響應。頻率響應描述瞭係統對不同頻率信號的增益和相位的影響。這在設計濾波器時尤為重要，例如低通濾波器能夠允許低頻信號通過，而衰減高頻信號，這在去除圖像中的高頻噪聲時非常有用。 第三章：頻域的魅力——解構信號的“組成樂章” 當我們能夠理解信號的本質和係統的變換能力後，便可以開始探索信號處理中最具力量的工具之一——頻域分析。許多時候，在時域中難以處理的問題，一旦轉換到頻域，便會變得異常清晰。 本章將引入傅裏葉變換，這是將時域信號分解為其 constituent 頻率成分的數學工具。我們將詳細講解傅裏葉級數和傅裏葉變換的原理，以及它們在理解信號頻譜中的作用。傅裏葉變換就像一把“頻譜分析儀”，能夠告訴我們信號中包含瞭哪些頻率的正弦波，以及它們的強度。 我們將通過具體的例子來展示傅裏葉變換的威力。例如，通過傅裏葉變換，我們可以輕鬆地識彆齣一段音樂中的不同樂器發齣的聲音，或者檢測齣通信信號中的乾擾。 除瞭連續傅裏葉變換，我們還將介紹離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）。DFT是用於分析離散時間信號的傅裏葉變換，而FFT則是高效計算DFT的算法。FFT的齣現，極大地推動瞭數字信號處理在計算機上的實際應用。 本章還將探討傅裏葉變換在信號濾波、頻譜分析、信號壓縮等方麵的應用。例如，通過分析信號的頻譜，我們可以設計齣針對特定頻率範圍的濾波器，以達到降噪、信號分離等目的。 第四章：數字時代的信號處理——從連續到離散的跨越 隨著數字技術的飛速發展，數字信號處理（DSP）已成為現代信號處理的主流。與模擬信號處理不同，數字信號處理是在計算機或專用DSP芯片上進行的，它具有更高的精度、靈活性和可重復性。 本章將詳細介紹數字信號處理的關鍵概念。首先是采樣定理，也稱為奈奎斯特-香農采樣定理，它指齣瞭將連續時間信號轉換為離散時間信號時，必須滿足的采樣速率要求，以避免信息丟失。 接著，我們將深入探討數字濾波器。與模擬濾波器不同，數字濾波器是通過數字算法實現的，其設計更加靈活，可以實現各種復雜的功能。我們將介紹IIR（無限脈衝響應）濾波器和FIR（有限脈衝響應）濾波器，以及它們的設計方法和應用場景。 此外，本章還將介紹數字信號處理中的其他重要技術，如數字混疊、量化誤差、數字信號的運算等。理解這些概念，有助於我們更好地在數字領域進行信號的處理與分析。 第五章：信號處理的應用——從理論到實踐的飛躍 信號處理的魅力在於其廣泛的應用。本章將通過一係列生動的案例，展示信號處理在各個領域的實際應用，讓您深刻體會到理論知識如何在現實世界中發揮巨大的作用。 通信係統： 從手機通信到衛星通信，信號處理是無綫通信的核心。它負責信號的調製、解調、編碼、解碼、糾錯等，確保信息的高效、可靠傳輸。例如，您手機上的信號強度指示，以及通話的清晰度，都離得益於精密的信號處理技術。 音頻與圖像處理： 數字音頻壓縮（如MP3）和圖像壓縮（如JPEG），都嚴重依賴於信號處理的原理，以在保證一定質量的前提下減小文件大小。此外，音頻降噪、迴聲消除、圖像增強、目標檢測等，都離不開信號處理的強大能力。 醫學影像： CT、MRI、超聲波等醫學影像設備，都通過捕捉和處理身體發齣的信號來形成圖像，為疾病的診斷和治療提供重要依據。信號處理在圖像的重建、降噪和特徵提取方麵起著至關重要的作用。 控製係統： 在工業自動化、機器人技術等領域，信號處理被用於感知環境、分析狀態，並根據處理結果來控製執行機構，實現精確的運動和操作。 其他領域： 此外，信號處理還廣泛應用於雷達、聲納、地震勘探、生物信號分析（如心電圖、腦電圖）、金融數據分析等等。 結語：開啓您的信號處理之旅 信號處理，是一門既有深厚理論基礎，又充滿實踐活力的學科。它教會我們如何理解、分析和操控信息，如何從看似雜亂無章的數據中提取有價值的洞察，並如何創造更智能、更高效的係統。 通過本書的學習，您將掌握信號處理的基本原理，理解信號與係統的數學模型，熟悉時域與頻域的分析方法，並初步瞭解數字信號處理的強大功能。這為您在未來的學習、研究或工作中，打開一扇通往更廣闊技術領域的大門，讓您能夠更加自信地應對信息時代的挑戰，並用您的智慧和知識，去創造屬於您的精彩。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我抱著一種“試試看”的心態拿起瞭這本教材，畢竟市麵上信號處理的書籍汗牛充棟，真正能讓人眼前一亮的鳳毛麟角。但這本書，確實在細節處理上體現瞭作者深厚的功力。我特彆關注瞭書中關於隨機信號處理的部分，這是很多入門教材容易一筆帶過，或者講解得過於單薄的地方。然而，這本書卻給予瞭足夠的篇幅來深入探討功率譜密度、維納濾波等核心概念。作者沒有僅僅停留在定義層麵，而是通過大量的工程實例，比如白噪聲、帶限信號的建模，讓這些原本冰冷的統計概念變得鮮活起來。對我個人而言，最大的收獲在於對濾波器設計思想的理解得到瞭升華。從巴特沃斯到切比雪夫，再到橢圓濾波器，每一種類型的特性、優缺點以及在不同應用場景下的適用性，都被剖析得淋灕盡緻。這種宏觀的架構和微觀的細節把握，使得讀者在麵對實際的信號去噪或分析任務時，能夠迅速定位到最閤適的解決方案，而不是盲目套用公式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量也值得稱贊，這對於需要頻繁查閱和演算的讀者來說至關重要。墨跡清晰，圖錶繪製得極其精美，即便是復雜的波形圖和頻域特性麯綫，也能一目瞭然，不會齣現模糊不清、難以辨認的情況。我尤其喜歡作者在關鍵概念旁設置的“知識點迴顧”或“工程啓示”小欄目，這些小小的插麯往往能起到畫龍點睛的作用，將復雜的理論知識點與生活或工業中的實際案例巧妙聯係起來，極大地豐富瞭閱讀的層次感。它讓枯燥的公式學習過程變得不再那麼沉悶，反而充滿瞭探索的樂趣。總體而言，無論是對於高校學生作為主教材，還是對於希望係統迴顧和提升自己信號處理能力的職場人士，這本書都提供瞭一個既紮實又易於接受的學習路徑，絕對是值得反復研讀的珍藏版工具書。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深工程師的角度來看，這本書的實用價值是無可替代的。市麵上的很多教材偏重理論推導，脫離瞭實際係統的約束和特性，讀起來像是純數學訓練。但《信號處理教程》顯然是在大量工程實踐的基礎上提煉齣來的智慧結晶。書中對於數字濾波器實現的討論，特彆是有限衝擊響應（FIR）和無限衝擊響應（IIR）濾波器的設計流程，考慮到瞭量化誤差、運算速度等實際工程中的痛點。它不僅告訴你“怎麼設計”，更進一步告訴你“在實際硬件或軟件平颱上實現時需要注意什麼”。這種深度和廣度的結閤，是區分一本優秀教材和普通參考書的關鍵所在。對我進行嵌入式係統信號處理模塊開發時，書中提供的那些關於有限字長效應和溢齣處理的建議，簡直是雪中送炭，避免瞭我在調試階段走很多彎路。它真正實現瞭理論指導實踐的承諾。

評分☆☆☆☆☆

這本《信號處理教程》真是讓人茅塞頓開，尤其是對於初學者來說，它就像一座堅實的橋梁，將抽象的數學概念與實際的信號處理應用完美地連接瞭起來。作者的講解方式非常清晰，沒有那種高高在上的學術腔調，而是像一位經驗豐富的老師在循循善誘。我記得第一次接觸傅裏葉變換時，腦袋裏一團亂麻，各種積分和三角函數的組閤看著就頭疼。但是，翻開這本書的相應章節，通過那些精心設計的圖示和由淺入深的推導過程，我竟然真的“看到”瞭信號在頻域中的樣子。它不僅僅是羅列公式，更重要的是解釋瞭“為什麼”要這麼做，背後的物理意義是什麼。書中對離散時間信號處理的講解也格外到位，Z變換的引入非常自然，讓我理解瞭它在處理數字係統時的核心地位。這本書的價值就在於，它既保證瞭理論的嚴謹性，又兼顧瞭工程實踐的需求，讓人在學習過程中充滿信心，不再懼怕信號處理這個看似高深莫測的領域。我尤其欣賞它在選擇例題和習題時所展現齣的匠心，那些題目既能檢驗理解程度，又不會過於偏怪，非常適閤用於課堂教學或者自學鞏固。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的編排邏輯簡直是教科書級彆的示範。它沒有像一些老舊的教材那樣，將連續時間信號和離散時間信號割裂開來，而是巧妙地搭建瞭一個統一的分析框架。從最基礎的采樣定理開始，每深入一個層次，作者都會迴溯前一章的知識點進行調用和擴展，形成一個螺鏇上升的學習麯綫。我個人非常贊賞作者在引入現代信號處理工具時所采用的漸進式教學法。例如，在講解快速傅裏葉變換（FFT）時，它並沒有直接拋齣復雜的算法流程，而是先從離散傅裏葉變換（DFT）的計算復雜度問題入手，自然而然地引齣瞭FFT的必要性和基本思想。這種“提齣問題—分析問題—解決問題”的敘事結構，極大地增強瞭閱讀的連貫性和趣味性。而且，書中對各種數學工具（如拉普拉斯變換、Z變換）的應用邊界和適用條件討論得非常審慎，避免瞭讀者在實際操作中産生知識的“錯位感”。