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程佩青 著

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• 教程
• 第四版
• 高等教育

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302283133

商品编码：29702448078

包装：平装

出版时间：2013-02-01

基本信息

书名：数字信号处理教程(第四版)(配光盘)

定价：69.00元

作者：程佩青

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-02-01

ISBN：9787302283133

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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近年来，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛。作为电子信息类专业重要的专业基础课程，数字信号处理的学科内容在不断充实和完善，从而推动教材内容也随之进行充实和更新。

本书历经多个版本，受到广大读者的认可，被众多高校采用作为教材。为适应学科发展，结合教学实践，且参考一些国内外教材，作者充实了教材内容，完善了表达方式，改进了教材的可读性，更便于自学，充实了例题和习题，更加实用。

本书特色：

1. 归纳梳理了教材内容，充实和完善了基础理论、基本概念、基本分析和设计方法，突出学习要点。
2. 分析论述条理清晰、深入浅出，可读性强，便于教学，便于自学。
3. 改写并充实了数字滤波器设计各章的相关内容，新加了一章介绍几种特殊应用滤波器。
4. 充实了大量的习题和例题，涵盖面更广、实用性更强，有助于读者理解，也方便读者选择。
5. 增加了信号处理中广为应用的MATLAB函数及相关例题的内容，以解决实际问题。
6. 辅助教学光盘既可以用来投影演示，又可以单独作自学或复习之用，对于提高学习能力，增强学习效果很有助益。

推荐阅读：

内容提要

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　　《数字信号处理教程（第4版）》系统地讨论了数字信号处理的基础理论、基本概念、基本分析方法、算法、设计。全书共10章，包括四部分内容。部分是离散时间信号（序列）与系统的基本概念和时域、频域（包括z变换域）的分析方法与算法，包括离散傅里叶变换及其快速算法，模拟信号用数字信号处理的原理方法，这包括、2、3、4章的内容；第二部分为各种IIR及FIR数字滤波器的基本概念、理论、结构与设计方法，这包括第5、6、7、8章；第三部分为多抽样率数字信号处理的基础理论，这是第9章的内容；第四部分为数字信号处理实现中的有限字长效应，这是0章的内容。
　　《数字信号处理教程（第4版）》把每章的主要内容所涉及的MATLAB函数和相关例题放在该章的后部分，这样使读者既能增强对基本理论的掌握，又能学会用MATLAB来解决实际问题，尤其是稍为复杂的应用问题。
　　本书条理清楚，论述深入浅出，有较多的例题，便于自学。
　　《数字信号处理教程（第4版）》可作为大学本专科院校通信工程、电子信息工程、信息工程等专业的教材，也可供从事这些专业及相近专业数字信号处理的科学研究工作者和工程技术人员作为参考书。

目录

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绪论
章 离散时间信号与系统
　1.1 离散时间信号——序列
　　1.1.1 离散时间信号——序列
　　1.1.2 序列的运算
　　1.1.3 序列的卷积和
　　1.1.4 序列的相关性
　　1.1.5 几种常用典型序列
　　1.1.6 序列的周期性
　　1.1.7 用单位抽样序列表示任意序列
　1.2 线性移不变系统
　　1.2.1 离散时间线性系统
　　1.2.2 离散时间移不变系统
　　1.2.3 离散时间线性移不变系统（LSI系统）
　　1.2.4 因果系统
　　1.2.5 稳定系统
　1.3 常系数线性差分方程——时域离散系统的输入、输出表示法
　1.4 连续时间信号的抽样
　　1.4.1 模拟信号的抽样
　　1.4.2 时域抽样定理
　　1.4.3 带通信号的抽样
　　1.4.4 连续时间信号xn（t）及其理想抽样信号x（t）以及离散时间抽样序列x（n）的关系
　　1.4.5 信号的重建（抽样的恢复）
　　1.4.6 实际抽样
　　1.4.7 正弦型信号的抽样
　1.5 本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题
　习题
第2章 z变换与离散时间傅里叶变换（DTFT）
　2.1 序列的z变换
　　2.1.1 z变换的定义
　　2.1.2 z变换的收敛域
　　2.1.3 4种典型序列的z变换的收敛域
　　2.1.4 z反变换一围线积分法（留数法），部分分式法及长除法（幂级数法）
　　2.1.5 z变换的性质与定理
　　2.1.6 利用z变换求解差分方程
　2.2 离散时间傅里叶变换（DTFT）-序列的傅里叶变换
　　2.2.1 序列傅里叶变换定义
　　2.2.2 序列傅里叶变换的收敛性-DTFT的存在条件
　　2.2.3 序列傅里叶变换的主要性质
　　2.2.4 序列及其傅里叶变换的一些对称性质
　　2.2.5 周期性序列的傅里叶变换
　2.3模拟信号x（t）、理想抽样信号x（t）、序列x（n）以及它们的拉普拉斯变换z变换、傅里叶变换的关系，s平面到z平面的映射
　2.4 离散线性移不变（LSI）系统的频域表征
　　2.4.1 LSI系统的描述
　　2.4.2 LSI系统的因果、稳定条件
　　2.4.3 LSI系统的频率响应H（ejw）的特点
　　2.4.4 频率响应的几何确定法
　　2.4.5 无限长单位冲激响应（IIR）系统与有限长单位冲激响应（FIR）系统
　2.5 本章部分内容涉及的MATLAB函数及例题习题
第3章 离散傅里叶变换（DFT）
　3.1 傅里叶变换的四种可能形式
　3.2 周期序列的傅里叶级数——离散傅里叶级数（DFS）
　　3.2.1 DFS的定义
　　3.2.2 DFS的性质
　3.3 离散傅里叶变换（DFT）-有限长序列的离散频域表示
　　3.3.1 DFT的定义、DFT与DFS、DTFT及z变换的关系
　　3.3.2 模拟信号时域、频域都抽样后，对应的模拟频率与频域一个周期中的抽样点数N及抽样频率厂；的关系
　　3.3.3 DFT隐含的周期性
　3.4 DFT的主要性质
　　3.4.1 线性
　　3.4.2 圆周移位性质
　　3.4.3 圆周共轭对称性质
　　3.4.4 圆周翻褶序列及其DFT
　　3.4.5 对偶性
　……
第4章 快速傅里叶变换（FFT）
第5章 数字滤波器的基本结构
第6章 几种特殊滤波器及简单一、二阶数字滤波器设计
第7章 无限长单位冲激响应（IIR）数字滤波器设计方法
第8章 有限长单位冲激响应（FIR）数字滤波器设计方法
第9章 序列的抽取与插值——多抽样率数字信号处理基础
0章 数字信号处理中的有限字长效应
参考文献
本书所附“数字信号处理多媒体CAI教程”光盘简介

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：理论与实践的桥梁 前言 在信息时代飞速发展的浪潮中，数字信号处理（DSP）技术扮演着至关重要的角色，它渗透于我们生活的方方面面，从智能手机的语音识别、高清电视的图像增强，到医疗影像的分析、航空航天领域的雷达与通信，无不闪耀着DSP的光芒。本书旨在深入浅出地剖析数字信号处理的核心概念、基本原理及其在工程实践中的广泛应用，力求为读者构建一个坚实的理论基础，并提供切实可行的实践指导。本书的编写，不仅是对这一学科知识体系的梳理与整合，更是对理解和掌握未来科技发展趋势的一次探索。 第一部分：理论基石——理解信号的本质 第一章：引言与基础回顾 本章首先引出数字信号处理的概念及其重要性，阐述了从模拟信号到数字信号的转换过程（采样、量化、编码），并重点强调了这些过程对信号信息的影响。我们还将回顾信号与系统分析所需的基础知识，包括连续时间信号和离散时间信号的表示，如指数信号、正弦信号、单位冲激信号和单位阶跃信号。此外，还将介绍信号的分类，如周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，以及周期卷积和线性卷积等基本运算，为后续深入学习打下坚实的基础。 第二章：离散时间信号与系统 深入探讨离散时间信号的数学表示和特性。我们将详细分析各种基本离散信号，如单位抽样序列、单位阶跃序列、指数序列等，并介绍它们的性质。接着，我们将引入离散时间系统的概念，理解系统的定义、分类（线性、时不变、因果、稳定）以及它们在信号处理中的作用。特别地，本章将花费大量篇幅阐述线性时不变（LTI）系统的核心——卷积。通过详细推导和多种形式的表示（时域、频域），让读者深刻理解LTI系统对输入信号的作用机制。同时，还将介绍LTI系统的差分方程描述和系统函数，为理解系统的动态行为奠定基础。 第三章：傅里叶分析 傅里叶分析是数字信号处理的灵魂，本章将系统地介绍傅里叶分析的各项内容。首先，我们将从连续时间傅里叶变换（CTFT）入手，理解其将连续时间信号分解为无穷多个正弦分量的能力，并讨论其性质，如周期性、对称性、线性、时移、频移、卷积性质等。随后，我们转向离散时间傅里叶变换（DTFT），分析其在分析离散时间信号频谱中的作用，并介绍DTFT的收敛性问题。接着，我们将深入探讨傅里叶级数（FS）和离散傅里叶级数（DFS），它们为分析周期信号和有限长序列提供了强大的工具。最后，将引出离散傅里叶变换（DFT），它是计算上最重要的变换，为计算机处理提供了基础，并介绍其性质及其与DTFT的关系，为后续的FFT算法做铺垫。 第四章：Z变换 Z变换是分析离散时间系统和信号的强大数学工具，它在时域和频域之间架起了桥梁。本章将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性。我们将分析各种基本序列的Z变换，并推导Z变换的性质，如线性、时移、尺度变换、积分、微分、卷积等。特别地，本章将重点介绍LTI系统的系统函数，以及系统函数与系统零、极点之间的关系，这对于分析系统的频率响应和稳定性至关重要。同时，还将讨论逆Z变换的求法，从而实现从Z域到时域的转换。 第五章：离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT） DFT是将连续信号频谱分析的思想应用于数字信号的关键。本章将深入探讨DFT的性质，包括周期性、对称性、线性和卷积性质等。我们将详细分析DFT在信号分析、系统分析和系统实现中的应用。紧接着，我们将介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，这是DFT的高效计算方法，极大地降低了计算复杂度，使得DFT在工程上得以广泛应用。我们将详细讲解FFT的原理，特别是Cooley-Tukey算法，包括按时间抽取和按频率抽取两种基本形式，并分析其计算量的降低。 第二部分：核心技术——实现信号的变换与滤波 第六章：数字滤波器的设计 滤波器在信号处理中起着“去粗取精”的作用，本章将系统地介绍数字滤波器的设计方法。首先，我们将区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并分析它们的特性、优点和缺点。针对IIR滤波器，我们将介绍几种经典的设计方法，如巴特茨沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器，并讨论如何将模拟滤波器的设计技术转化为数字滤波器。针对FIR滤波器，我们将介绍窗函数法和频率采样法等设计方法，重点讲解窗函数法的原理和不同窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗）的特性及其对滤波器性能的影响。 第七章：离散傅里叶变换（DFT）的应用 本章将聚焦DFT的实际应用。除了前文提到的频谱分析，我们将深入探讨DFT在卷积计算中的应用，即利用DFT和IDFT实现快速卷积，这在许多算法中至关重要。此外，还将介绍DFT在信号的频谱分析、功率谱密度估计、相关函数计算等方面的应用。我们将通过具体的算例，展示如何利用DFT对信号进行谱分析，识别信号中的频率成分，以及如何利用DFT进行信号的去噪和特征提取。 第八章：数字信号处理系统的实现 本章将探讨数字信号处理算法如何在实际硬件系统中实现。我们将讨论不同的实现平台，如通用处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）芯片、现场可编程门阵列（FPGA）以及专用集成电路（ASIC）。我们将分析这些平台的特点、优势和劣势，以及它们在不同应用场景下的适用性。同时，还将涉及算法的量化、舍入误差、溢出等实际工程中需要考虑的因素，以及如何优化算法以适应硬件资源的限制，保证系统的稳定性和准确性。 第三部分：进阶应用——探索信号的多样性 第九章：多速率信号处理 在许多实际应用中，信号需要在不同的采样率之间进行转换，这催生了多速率信号处理技术。本章将介绍信号的升采样（插值）和降采样（抽取）的原理及其实现方法。我们将分析升降采样过程中可能出现的失真，并介绍相应的滤波技术来抑制这些失真。同时，还将探讨多速率信号处理在通信系统、语音编码、图像处理等领域的应用，例如，如何有效地在不同数据速率的子信道之间进行信息传输。 第十章：谱估计 当信号的产生模型未知或不确定时，传统的基于傅里叶变换的谱分析方法可能不够精确，此时需要采用谱估计技术。本章将介绍几种重要的谱估计方法，包括经典谱估计方法（如周期图法、Welch法）和现代谱估计方法（如Yule-Walker法、Burg法等参数模型法）。我们将详细分析这些方法的原理、计算复杂度以及各自的优缺点。同时，还将讨论谱估计在雷达、声纳、地震信号分析、通信信号监测等领域的应用。 第十一章：自适应滤波器 自适应滤波器是一种能够根据输入信号的统计特性自动调整自身参数的滤波器，因此在许多无法预知信号特性的应用场景中具有独特的优势。本章将介绍自适应滤波器的基本原理，包括最小均方误差（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法等。我们将详细分析这些算法的收敛性、收敛速度和计算复杂度。同时，还将深入探讨自适应滤波器在噪声消除、信号均衡、信道估计、系统辨识等方面的应用，例如，在通信系统中消除回声，在语音信号处理中滤除背景噪声。 第十二章：其他先进主题（可选） 根据读者的兴趣和实际需求，本章将简要介绍一些数字信号处理领域的前沿技术和拓展应用。这可能包括但不限于：小波变换及其在信号的局部特征分析中的应用；短时傅里叶变换（STFT）在分析非平稳信号时的作用；二维和三维信号处理技术在图像和视频处理中的应用；以及DSP在机器学习、人工智能等新兴领域的交叉应用。这部分内容旨在激发读者的进一步探索精神，了解DSP技术的广阔发展前景。 结语 数字信号处理是一门充满活力和挑战的学科，其理论的深度与应用的广度都令人着迷。本书从基础概念出发，逐步深入到核心技术和前沿应用，力求为读者提供一个全面而系统的学习路径。希望通过本书的学习，读者不仅能够掌握数字信号处理的理论知识，更能体会到将其应用于解决实际问题的乐趣与价值，为在各自的研究和工程领域取得更大成就打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本关于数字信号处理的书，内容确实扎实，从基础概念讲起，脉络非常清晰。我印象最深的是它对傅里叶变换和Z变换的讲解，不同于其他教材那种干巴巴的公式堆砌，作者似乎非常懂得读者的困惑点在哪里，总能在关键时刻穿插一些形象的比喻或者工程上的应用实例，让人瞬间豁然开朗。尤其是涉及到滤波器设计那几章，从理论推导到实际参数选择，每一步都给出了详尽的指导。我记得当时为了理解窗函数的选择对频谱泄露的影响，反复看了好几遍书中的图表和分析，感觉作者在内容的组织上花了大量的心思，力求做到深入浅出。对于初学者来说，这本书提供了一个非常坚实的理论基础，不会让你在面对复杂的实际问题时感到无从下手。而且，它似乎也照顾到了进阶读者的需求，后面关于自适应滤波和谱估计的部分，也涵盖了一些前沿的研究方向和算法思路，这点非常值得称赞。总的来说，这本书更像是一位经验丰富的老教授在手把手地带你入门，让你不仅知其然，更知其所以然。

评分☆☆☆☆☆

这本书的特点在于它将理论与实验紧密结合的教学理念体现得淋漓尽致。虽然我手头上没有配套的光盘内容，但光从书中的描述和算法伪代码的清晰度来看，就能预感到其实验指导的有效性。作者在描述算法时，总是能把核心思想提炼出来，然后用简洁的伪代码清晰地展现出来，这极大地降低了读者将其转化为实际程序代码的门槛。我个人更倾向于这种“先建模型，再谈实现”的教学方法。它教会的不是如何去复制某个固定的程序，而是如何根据不同的信号特性和处理需求，自己动手搭建起一个合适的DSP模型。对于那些渴望从理论到实践进行完整闭环训练的读者，这本书提供的框架和详尽的步骤指引，是极其宝贵的资源。它让你真正感受到，数字信号处理不仅仅是数学公式，更是可以通过编程实现的强大工具。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我拿到这本书的时候，首先吸引我的是它那非常系统化的结构。它不像有些教材那样，把一些高级的理论放在很后面，让初学者望而却步。这本书的编排逻辑非常符合认知规律，知识点的递进非常自然流畅。比如，在讲离散时间系统的时候，它会先用时间域的差分方程打底，然后很自然地过渡到频域的分析，这使得频域分析不再是空中楼阁。我特别喜欢它在每一章节末尾设置的“思考与练习”部分，这些题目大多不是简单的计算题，而是需要结合多个知识点进行综合分析和设计，很有挑战性，也真正锻炼了分析和解决问题的能力。我之前自学DSP时，常常因为找不到合适的实践案例而感到枯燥，但这本书在这方面做得非常到位，几乎每讲完一个核心算法，就会紧跟着一个简短但切中要害的工程背景介绍，让人感觉学到的知识是真真切切能用得上的。如果你是希望通过自学掌握DSP核心技能的工程师或者学生，这本书的实战导向性会让你事半功倍。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我接触过好几本DSP的书，但很多在引入最新技术时显得比较保守或者不够深入。这本教材的优势在于，它在扎实讲好经典理论的基础上，对于近些年发展起来的一些重要技术，如高通滤波器的设计方法、或者某些高级的快速算法的优化策略，也进行了相当有深度的介绍。它没有把这些内容变成几个简短的脚注了事，而是认真地辟出章节进行讲解，这使得这本书的生命力显得更强，不容易过时。我记得上次为了做一个语音信号处理项目，需要用到一些非标准的采样率转换算法，我就是在书的某个角落找到了相关的灵感和基础理论框架。这种内容的前瞻性，让它不仅仅是一本考试用书，更是一本可以长期作为工具书参考的宝典。对于希望跟上技术发展步伐的读者，这本书提供的知识广度和深度都是非常出色的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的纸质和装帧我都非常满意，拿到手里很有分量感，这对于一本需要反复翻阅的教材来说太重要了。但抛开硬件条件不谈，就内容而言，它的讲解风格非常严谨，带有浓厚的学术气息，但又不失清晰度。对于那些对数学推导有较高要求的读者，这本书绝对是首选。它对一些关键定理的证明过程给出了非常详尽的步骤，没有跳过任何关键的数学环节，这对于深入理解算法背后的数学本质至关重要。我尤其欣赏它对离散化误差和有限精度效应的讨论，很多教材会忽略这些在实际硬件实现中至关重要的细节，而这本书将其作为一个重要的专题进行了深入剖析，这体现了作者对工程实践的深刻理解。阅读过程中，我常常需要停下来，拿出笔纸验算一些推导过程，这种“手脑并用”的学习方式，让知识的吸收效果大大提高。如果你是一个追求极致理论深度和严谨性的读者，这本书的内涵绝对能满足你的求知欲。