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陳後金，薛健，鬍健著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 頻譜分析
• 圖像處理

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040247213

商品編碼：29692093443

包裝：平裝

齣版時間：2008-11-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：27.80元

作者：陳後金,薛健,鬍健著

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-11-01

ISBN：9787040247213

字數：380000

頁碼：313

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是2004年齣版的北京交通大學陳後金主編<數字信號處理》一書的修訂版。本書版於2001年被列為普通高等教育“十五”*規劃教材，2003年被列為高等教育百門精品課程教材建設計劃精品項目。第2版被列為普通高等教育“十一五”*規劃教材。
本書介紹數字信號處理的基本原理、基本分析方法和處理技術。簡要介紹離散時間信號和係統的時域、頻域和：域分析的基礎理論，重點介紹離散Fourier變換的原理，以及DFT快速算法在信號處理中的應用，深入討論IIR和FIR數字濾波器的設計方法。根據信息技術的發展，闡述*信號經典功率譜估計的基本理論，簡要介紹多速率信號處理以及信號的小波分析。
本書內容豐富，強調基本理論、基本概念和基本方法，注重數學概念、物理概念和工程概念，並將計算機仿真軟件MATLAB與教材內容緊密結閤，增加瞭設計性、綜閤性和工程性的例題及習題。體現瞭經典與現代相結閤，基本理論與工程技術相結閤，解析方法與計算機輔助分析相結閤。全書敘述深入淺齣，條理清楚，概念清晰。
本書可作為通信與信息係統、交通信息與控製工程、信號與信息處理、生物醫學工程等學科專業本科生教材，也可供有關領域的科技工作者自學參考。

目錄

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作者介紹

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陳後金教授，二級教授，博士生導師，高等學校教學名師奬獲得者，北京交通大學國傢電工電子教學基地主任，國傢電工電子實驗教學示範中心主任，教育部電子電氣基礎課程教指委委員，全國電路、信號與係統、電磁場教學與教材研究會常務理事。 主要研究方嚮為數字信號與

文摘

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序言

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《光影之間：現代影像技術的光學基礎與數字成像原理》 引言 在信息爆炸的時代，影像作為信息傳遞最直觀、最生動的方式，其重要性不言而喻。從社交媒體上瞬間分享的動態瞬間，到電影銀幕上栩栩如生的宏大敘事，再到醫學影像中揭示人體奧秘的精密探測，影像技術以前所未有的深度和廣度滲透到我們生活的方方麵麵。然而，我們往往沉浸於影像帶來的便捷與震撼，卻鮮少深入探究其背後的科學原理。本文所著《光影之間：現代影像技術的光學基礎與數字成像原理》旨在撥開層層迷霧，帶領讀者一同探索構成現代影像技術核心的物理基礎——光學的奧秘，以及這些光學原理如何轉化為我們今天所熟知的數字成像係統。本書並非一本晦澀難懂的學術專著，而是一次對光與影互動方式的科學解讀，是對我們如何感知世界、如何記錄世界、又如何通過影像技術拓展感知邊界的係統性梳理。 第一部分：光學的基石——經典光學與波動光學 要理解數字成像，首先必須理解光本身。本書將從最基礎的經典光學概念入手，迴顧光的直綫傳播、反射和摺射定律。我們將詳細解析透鏡和鏡麵的成像原理，包括焦距、物距、像距之間的關係，以及成像的性質（實像、虛像、倒立、正立、放大、縮小）。這些基礎知識是理解相機鏡頭、顯微鏡、望遠鏡等光學器件工作機製的基石。 隨後，我們將深入到波動光學領域，探討光的乾涉、衍射和偏振現象。乾涉和衍射揭示瞭光作為一種波的本質，它們解釋瞭為何光通過狹縫或兩個光源疊加時會産生明暗相間的條紋，這是理解許多光學儀器（如乾涉儀、衍射光柵）和光學現象（如彩虹、肥皂泡的色彩）的關鍵。偏振光則描述瞭光波電場振動的方嚮性，它在偏振片、液晶顯示等現代技術中扮演著至關重要的角色。我們將通過清晰的圖示和生動的例子，闡釋這些看似抽象的物理概念，並初步勾勒齣它們在早期成像技術中的應用，例如利用偏振光過濾眩光。 第二部分：從模擬到數字——影像的記錄與量化 在掌握瞭光的傳播和成像的基本原理後，本書將進入第二個核心部分，即探討如何將這些光學現象轉化為可記錄的影像。我們將首先迴顧模擬成像技術的發展曆程，重點介紹膠片攝影的工作原理。從感光材料（如鹵化銀）如何響應光綫，到顯影、定影等化學過程如何固化影像，膠片成像的每一步都蘊藏著精妙的化學與物理交互。雖然膠片成像在今天已逐漸被數字成像取代，但其原理仍為我們理解“記錄光綫”這一核心概念提供瞭寶貴的參照。 緊接著，本書將重點轉嚮數字成像的核心——像素化。我們將深入解析數字成像傳感器（如CCD和CMOS）的工作機製。這部分內容將詳細闡述光電轉換過程：光子如何照射到傳感器錶麵，如何激發半導體材料中的電子，以及這些電子如何被收集並轉化為電信號。我們將講解像素的概念，即圖像由無數個微小的“像素點”組成，每個像素點都記錄瞭特定位置的光強度和色彩信息。 本書將詳細介紹色彩的數字化錶示。我們將探討人眼感知顔色的生理機製，以及如何通過三原色（紅、綠、藍）混閤來模擬人眼所能看到的各種色彩。隨後，我們將深入講解數字圖像的色彩模型，如RGB模型，並解釋位深度（bit depth）的概念，它決定瞭每個顔色通道能夠錶示的灰度級數，從而影響圖像的色彩錶現力和細節層次。 第三部分：數字成像係統的構成與優化 數字成像不僅僅是傳感器捕捉光綫，它是一個復雜的係統工程。本書的第三部分將全麵剖析一個典型的數字成像係統，包括其各個關鍵組成部分及其協同工作的方式。 光學係統（鏡頭）： 我們將再次審視鏡頭在數字成像中的作用，重點關注其對圖像質量的影響，如分辨率、畸變、色差、眩光等。我們將討論不同類型的鏡頭（廣角、長焦、定焦、變焦）如何影響成像視角和畫麵效果，以及現代鏡頭設計中如何運用先進的光學材料和結構來優化成像性能。 成像傳感器： 在此部分，我們將更深入地探討傳感器類型的差異（CCD vs. CMOS），它們的優缺點，以及其在不同應用場景下的適用性。我們將介紹傳感器的尺寸、像素密度、感光度（ISO）等關鍵參數如何影響圖像的信噪比、動態範圍和低光錶現。 圖像處理單元（ISP）： 這是數字成像係統的大腦。本書將詳細介紹ISP在成像過程中的核心作用，包括： 去馬賽剋（Demosaicing）： 由於大多數傳感器采用拜耳濾鏡陣列，每個像素點隻能記錄紅、綠、藍三種顔色中的一種，ISP需要通過復雜的算法來重建每個像素點的完整色彩信息。 白平衡（White Balance）： 調整圖像的色彩，使其在不同光源環境下呈現自然的色彩平衡。 色彩校正與飽和度調整： 優化圖像的色彩錶現，使其更符閤人眼的觀感。 降噪（Noise Reduction）： 消除由於傳感器自身電子噪聲或低光照引起的圖像噪點。 銳化（Sharpening）： 增強圖像的細節和邊緣清晰度。 曝光控製與動態範圍擴展（HDR）： 調整圖像的整體亮度，並盡可能保留高光和陰影部分的細節。 鏡頭校正： 補償鏡頭的畸變、暗角和色散。 壓縮算法（如JPEG）： 將原始的數字圖像數據進行壓縮，以減小文件大小，便於存儲和傳輸。我們將探討無損壓縮和有損壓縮的區彆，以及JPEG壓縮的原理和對圖像質量的影響。 第四部分：現代影像技術的進階應用與未來展望 在對數字成像的基本原理和係統構成有瞭深入理解後，本書的第四部分將把目光投嚮現代影像技術的各種進階應用，並展望其未來的發展方嚮。 視頻成像：我們將探討視頻成像與靜態圖像成像的區彆，如幀率、分辨率、視頻編碼標準（如H.264, H.265）等。我們將解析視頻拍攝過程中涉及的連續性、運動補償、色彩管理等關鍵技術。 3D成像與全息影像：本書將初步介紹3D成像技術的基本原理，如立體視覺、雙目視差，以及全息影像如何利用光的乾涉和衍射來重建三維場景。 計算攝影（Computational Photography）： 這是當今影像技術發展的重要趨勢。我們將探討計算攝影如何通過軟件算法和多幀閤成等技術，突破傳統光學成像的物理限製，實現諸如智能HDR、夜景模式、人像模式（背景虛化）、超分辨率成像等令人驚嘆的效果。 新興影像技術：我們將對超光譜成像、熱成像、X射綫成像等在科學研究、工業檢測和醫療診斷中發揮重要作用的新興影像技術進行介紹，揭示它們如何利用不同波段的光或電磁波來獲取信息。 影像技術的發展趨勢： 最後，本書將對未來影像技術的發展趨勢進行展望，包括更高分辨率的傳感器、更智能的圖像處理算法、更輕便緊湊的光學係統、以及人工智能在影像內容生成和分析中的作用等。 結語 《光影之間：現代影像技術的光學基礎與數字成像原理》希望通過係統而深入的講解，讓讀者不僅能夠欣賞到精美的影像，更能理解其背後蘊含的科學智慧。從經典光學定律的光芒，到現代數字傳感器捕捉的每一個光子，本書緻力於搭建一座連接物理世界與數字影像世界的橋梁。希望通過本書的學習，讀者能夠以全新的視角審視我們周圍的影像世界，並對未來影像技術的無限可能充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對通信世界的一扇全新的窗戶。我之前一直對那些復雜的電磁波理論感到頭疼，覺得它們像是高不可攀的空中樓閣。然而，作者非常巧妙地將那些抽象的概念用生動易懂的語言描繪齣來，就像是把一幅幅原本模糊不清的畫捲，用高清的畫質呈現在我的眼前。尤其是關於信道編碼和調製的章節，作者沒有僅僅停留在數學公式的堆砌上，而是深入淺齣地解釋瞭它們在實際通信係統中是如何協同工作的，比如手機信號如何在擁擠的城市中保持穩定，Wi-Fi信號又是如何穿牆而過的。閱讀的過程中，我時常會停下來，不是因為看不懂，而是因為被那種豁然開朗的感覺所震撼。那種感覺就像是，你原本以為世界是由磚頭砌成的，突然有人告訴你，其實它是由無數微小而精密的齒輪驅動的。對於任何想從“知道”通信原理到真正“理解”其內在邏輯的工程技術人員或者愛好者來說，這本書無疑是一部不可多得的寶典。它不僅是知識的傳授，更是一種思維方式的重塑。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示設計，實在是太“友好”瞭。坦白講，很多理工科的書籍為瞭追求內容的“滿”，經常把頁麵塞得滿滿當當，字體密密麻麻，圖錶擁擠不堪，讓人望而生畏。但這本書顯然在用戶體驗上下瞭大力氣。每一張框圖都清晰地標明瞭信號流嚮和處理模塊的名稱，而且關鍵的數學推導部分，作者總會用一個精煉的圖形或者一個巧妙的比喻來輔助理解，有效地避免瞭讀者陷入純粹的符號迷宮。我個人對其中關於時域與頻域相互轉化的那幾章印象深刻，作者沒有直接用傅裏葉變換的定義轟炸讀者，而是用一個模擬水波紋散開和匯聚的過程，形象地解釋瞭信號在不同域中的特徵錶示，這種視覺化的教學手段，極大地降低瞭初學者的入門門檻。讀完之後，我甚至感覺自己對那些原本晦澀的公式有瞭一種“直覺”，而不是僅僅停留在機械記憶的層麵。這錶明作者不僅是該領域的專傢，更是一位高明的教育傢。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的觸動，在於它對“嚴謹性”和“可讀性”之間平衡的精準把握。我讀過一些非常嚴謹的參考書，它們在數學證明上無懈可擊，但閱讀體驗如同啃一塊硬麵包，索然無味；也讀過一些為瞭追求暢銷而過度簡化、流於錶麵的“科普讀物”，它們讀起來輕鬆，卻在關鍵時刻無法提供解決實際問題的工具。這本書完美地避開瞭這兩個極端。它的邏輯鏈條極其緊密，從第一章到最後一章，沒有齣現任何概念上的跳躍或邏輯上的斷裂，每一步的推導都像是精密儀器的校準一樣準確無誤。然而，最難能可貴的是，這種嚴謹性並沒有以犧牲閱讀的流暢性為代價。作者的文風是沉穩而富有洞察力的，他總能在關鍵節點，用一句精闢的總結來概括一大段復雜的數學推導所蘊含的物理意義。讀完這本書，我感覺我不僅獲得瞭一套工具箱，更獲得瞭一套處理復雜問題的思維框架，這種內化的提升，是任何短期培訓或快速閱讀都無法比擬的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的案例分析部分做得極其齣色，簡直是教科書級彆的典範。很多技術書籍往往在理論闡述完畢後，就戛然而止，留給讀者一個巨大的“工程實踐鴻溝”。但這本書不同，它仿佛帶著你走進瞭一個真實的實驗室，每一步操作、每一個參數的選取都有詳盡的理由支撐。我特彆欣賞作者對於係統仿真和結果驗證的討論。他沒有簡單地給齣“仿真結果如此”這樣的結論，而是細緻地剖析瞭不同濾波器設計對噪聲抑製的實際影響，以及在有限精度環境下，算法魯棒性的邊界在哪裏。這對於我們這些需要將理論轉化為實際産品的工程師來說，其價值是無法估量的。我甚至可以想象，如果我帶著這本書去指導一個畢業設計項目，我可以精確地告訴學生，在某個特定場景下，應該優先優化哪個性能指標，以及如何量化這種優化帶來的成本效益。這本書的深度和廣度，使其完全超越瞭一本普通教材的範疇，更像是一部融閤瞭理論深度與工程智慧的實戰手冊。

評分☆☆☆☆☆

令人驚喜的是，這本書在探討基礎理論的同時，並沒有完全忽視新興技術的動態發展。雖然核心內容立足於經典理論的穩固基石，但在討論到現代通信係統（比如MIMO或者OFDM的基礎架構時），作者展現齣瞭對前沿研究的敏銳洞察力。他並沒有將這些前沿技術拔高到隻有博士纔能觸及的層麵，而是將其巧妙地融入到基礎原理的框架內進行解釋。例如，在講解多載波技術的優勢時，作者並沒有直接跳到復雜的預編碼矩陣，而是先通過一個簡單的並行傳輸模型的對比，讓人清晰地感受到降低符號間乾擾的工程需求是如何催生齣更復雜的調度機製的。這種“循序漸進，承上啓下”的敘述方式，使得我對整個學科的發展脈絡有瞭更宏觀的認識。它告訴我，今天的尖端技術並非空中樓閣，而是建立在紮實而優雅的早期理論之上的必然演進。這本書讓我感覺自己“跟上瞭時代”，而不是僅僅在學習過時的知識。