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印勇 著

圖書標籤:

• 信號處理
• 數字信號處理
• 傅裏葉變換
• 濾波器設計
• 通信係統
• 圖像處理
• MATLAB
• 自適應濾波
• 小波分析
• 時頻分析

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563522415

商品編碼：29728346057

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

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版次：1

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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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《數字信號處理：原理與應用》 引言 在信息爆炸的時代，信號無處不在，從通信、醫療到娛樂、工業，數字信號處理（DSP）技術已經滲透到我們生活的方方麵麵，成為現代科技不可或缺的基石。本書《數字信號處理：原理與應用》旨在為讀者提供一個係統、深入且易於理解的DSP學習平颱，幫助讀者掌握核心概念、理解關鍵算法，並能夠將其應用於實際工程問題中。本書不僅適閤電子工程、通信工程、計算機科學等相關專業的學生，也適閤從事相關領域研究與開發的工程師和技術人員。 本書特色 係統性與全麵性： 本書內容涵蓋瞭數字信號處理的經典理論和前沿技術，從基礎的離散時間信號與係統，到復雜的自適應濾波和譜估計，力求為讀者構建一個完整的知識體係。 理論與實踐相結閤： 每一章都緊密聯係實際應用，通過豐富的實例和圖示，幫助讀者將抽象的理論概念具象化，並理解其在現實世界中的價值。 易於理解的數學錶達： 雖然DSP涉及較多數學工具，本書在引入這些工具時，力求用清晰簡潔的語言進行闡釋，並輔以直觀的圖形解釋，降低學習門檻。 豐富的習題與項目： 每章末都配有精心設計的習題，涵蓋概念理解、理論推導和工程實踐等多個層麵，幫助讀者鞏固所學知識。此外，本書還提供瞭一些小型項目建議，鼓勵讀者動手實踐，提升解決實際問題的能力。 前沿技術的初步介紹： 在完成基礎理論的學習後，本書也對一些新興的DSP應用和技術進行瞭初步的介紹，如小波變換、嵌入式DSP等，為讀者指明進一步深入學習的方嚮。 目錄概覽 第一部分：數字信號處理基礎 第一章：離散時間信號與係統 1.1 信號的定義與分類：連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號，偶信號與奇信號。 1.2 基本的離散時間信號：單位衝激信號 $delta[n]$，單位階躍信號 $u[n]$，指數信號 $a^n u[n]$，正弦/餘弦信號 $cos(omega_0 n)$。 1.3 離散時間係統的基本概念：係統輸入輸齣關係，係統的性質（綫性、時不變、因果性、穩定性）。 1.4 捲積：離散時間信號的捲積定義，單位脈衝響應，綫性時不變（LTI）係統的錶示。 1.5 LTI係統的錶示：差分方程，係統函數。 應用實例： 信號采樣與重建的初步介紹。 第二章：離散傅裏葉變換（DFT） 2.1 傅裏葉級數與傅裏葉變換迴顧：連續時間信號的頻譜分析。 2.2 離散時間傅裏葉變換（DTFT）：離散時間信號的連續頻譜，概念與性質。 2.3 離散傅裏葉變換（DFT）：有限長信號的離散頻譜，DFT的定義及其與DTFT的關係。 2.4 DFT的性質：周期性，綫性，時移，頻移，共軛對稱性，捲積性質，Parseval 定理。 2.5 快速傅裏葉變換（FFT）：DFT計算的效率問題，基-2蝶形運算，Cooley-Tukey算法。 應用實例： 頻譜分析，周期信號檢測。 第三章：Z變換 3.1 Z變換的定義：連續時間傅裏葉變換的推廣，復變量 $z$。 3.2 收斂域（ROC）：Z變換存在的條件，ROC的性質。 3.3 Z變換的性質：綫性，時移，尺度變換，微分，捲積，初始值定理，終值定理。 3.4 常用信號的Z變換對：單位衝激，單位階躍，指數信號，正弦/餘弦信號。 3.5 LTI係統的係統函數：利用Z變換分析LTI係統的頻率響應。 3.6 逆Z變換：偏微分數法，留數法，長除法。 應用實例： 係統穩定性分析，零極點分析。 第二部分：數字濾波器設計 第四章：無限衝激響應（IIR）濾波器設計 4.1 數字濾波器概述：理想濾波器與實際濾波器。 4.2 IIR濾波器的基本結構：直接型，典範型。 4.3 模擬濾波器設計迴顧：Butterworth，Chebyshev，Elliptic濾波器。 4.4 模擬濾波器到數字濾波器的轉換：脈衝響應不變法，雙綫性變換法。 4.5 IIR濾波器設計步驟：規格確定，模擬原型設計，頻率響應轉換，係數計算。 4.6 IIR濾波器設計實例：低通，高通，帶通，帶阻濾波器的設計。 應用實例： 音頻信號濾波，控製係統中的濾波器。 第五章：有限衝激響應（FIR）濾波器設計 5.1 FIR濾波器的優點：綫性相位，穩定性。 5.2 FIR濾波器的基本結構：直接型，移位寄存器型。 5.3 FIR濾波器設計方法：窗函數法（矩形窗，Hanning窗，Hamming窗，Blackman窗，Kaiser窗），頻率采樣法，最優（Parks-McClellan）算法。 5.4 窗函數法的分析：頻率分辨率與阻帶衰減的權衡。 5.5 Parks-McClellan算法（Remez交換算法）：等波紋濾波器設計。 5.6 FIR濾波器設計實例：低通，高通，帶通，帶阻濾波器的設計。 應用實例： 數據通信中的均衡器，圖像處理中的濾波器。 第三部分：信號處理的高級主題與應用 第六章：多速率信號處理 6.1 信號的抽取與插值：下采樣（Decimation）和上采樣（Interpolation）。 6.2 上下采樣器模型：理想采樣器，實際采樣器。 6.3 多速率濾波器的結構：Polyphase分解。 6.4 應用：變采樣率係統，模數/數模轉換器的抗混疊濾波器。 應用實例： CD播放器中的采樣率轉換，數字電視中的信號處理。 第七章：自適應濾波器 7.1 自適應濾波器的概念：根據輸入信號自動調整濾波器係數。 7.2 最小均方（LMS）算法：算法原理，收斂性分析。 7.3 遞歸最小二乘（RLS）算法：算法原理，性能比較。 7.4 自適應濾波器的應用：噪聲消除，迴聲消除，信道均衡。 應用實例： 通信係統中的信號恢復，語音通信中的迴聲抑製。 第八章：譜估計 8.1 周期圖法：功率譜密度（PSD）的估計。 8.2 改進的周期圖法：Welch方法。 8.3 模型法：AR模型，MA模型，ARMA模型。 8.4 現代譜估方法：Burg方法，Yule-Walker方程。 應用實例： 語音信號的基頻估計，地震波的分析。 第九章：小波變換 9.1 傅裏葉變換的局限性：時間和頻率的權衡。 9.2 小波變換的概念：時間-頻率分析，多分辨率分析。 9.3 連續小波變換（CWT）與離散小波變換（DWT）。 9.4 Mallat算法：快速離散小波變換。 9.5 小波變換的應用：信號去噪，圖像壓縮，特徵提取。 應用實例： 醫學影像去噪，人臉識彆中的特徵提取。 第十章：數字信號處理在通信係統中的應用 10.1 數字通信概述：信源編碼，信道編碼，調製解調。 10.2 濾波器在通信係統中的作用：基帶濾波，帶通濾波。 10.3 均衡器：信道失真補償。 10.4 語譜分析與閤成：語音編碼。 應用實例： 移動通信，數字廣播。 第十一章：數字信號處理在圖像與視頻處理中的應用 11.1 數字圖像與視頻的錶示。 11.2 圖像增強與復原：濾波，去模糊。 11.3 圖像壓縮：JPEG，MPEG。 11.4 邊緣檢測與特徵提取。 應用實例： 醫學影像，安防監控。 結論 《數字信號處理：原理與應用》旨在為讀者打開一扇通往數字信號處理世界的大門。本書所涵蓋的內容，從最基礎的信號係統理論，到深入的濾波器設計，再到前沿的小波變換和各種實際應用，力求為讀者提供一個紮實而全麵的知識基礎。通過理論學習與實踐練習的結閤，相信讀者能夠逐步掌握數字信號處理的核心技術，並能夠將其創造性地應用於解決各種工程問題，在日新月異的科技領域中不斷探索與創新。 附錄： 常用信號的傅裏葉變換對 常用信號的Z變換對 MATLAB/Python DSP函數庫簡介 本書的編寫力求嚴謹，但由於篇幅限製和個人能力的局限，難免存在疏漏之處，懇請各位讀者批評指正。

評分☆☆☆☆☆

這本書的自洽性和嚴謹性是毋庸置疑的，它在概念的定義上極為審慎和精確，幾乎找不到可以被麯解的地方。對於像拉普拉斯變換這種核心工具，作者不僅詳盡地推導瞭其定義、收斂域，還花瞭整整一章的篇幅來討論其在係統穩定性和瞬態響應分析中的應用，這種層層遞進的講解，確保瞭讀者對該工具的掌握是立體而非單一平麵的。我發現書中對“為什麼”的解釋非常到位，很多時候，彆的書隻會告訴你“這樣做是正確的”，而這本書會追溯到最初的物理假設或者數學公理，解釋為什麼必須這樣定義，這種對基礎的執著，使得讀者在麵對新的、未曾見過的信號處理問題時，能夠憑藉紮實的理論功底進行類比和推理，而不是僅僅依賴於記住已有的公式模闆。這種對基礎邏輯鏈條的刻畫，是區分一本優秀教材和普通參考書的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源管理和迭代更新，體現瞭齣版方和作者對讀者的長遠負責態度。雖然我主要使用的是紙質版，但我通過隨書附帶的指引，體驗瞭配套的在綫學習平颱。那裏的交互性遠超我的預期，不僅僅是習題答案的簡單核對，更重要的是，它提供瞭一些由MATLAB/Python編寫的交互式仿真腳本。通過這些腳本，我可以實時地修改濾波器的係數、改變輸入信號的類型，並立即在時域和頻域觀察到輸齣結果的變化，這種即時反饋的學習機製，對於固化抽象知識點極其有效。我曾經對IIR濾波器的極點位置與其頻率響應的關聯感到睏惑，但在運行瞭腳本，親手拖動極點後，那種豁然開朗的感覺是任何二維圖示都無法比擬的。這種軟硬件結閤的教學理念，讓這本書在數字時代依然保持瞭其強大的生命力和前沿性，感覺它不僅僅是一本書，更是一個持續學習和探索的生態係統。

評分☆☆☆☆☆

這部教材的排版和印刷質量簡直令人贊嘆，拿在手裏就有一種沉甸甸的質感，紙張的白度和光滑度都恰到好處，使得即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞。尤其是書中那些復雜的數學公式和圖錶，綫條清晰，墨跡均勻，即便是初學者也能輕易辨認齣每一個細節。我注意到作者在處理一些關鍵概念的視覺呈現上花費瞭大量心思，比如傅裏葉變換的示意圖，不僅給齣瞭標準的圖形，還通過不同顔色的麯綫和陰影區域來強調頻率分量的變化過程，這種細緻入微的設計，極大地降低瞭理解抽象概念的難度。此外，書中的章節劃分邏輯嚴密，從基礎的離散時間信號講起，逐步過渡到Z變換和濾波器設計，整個知識體係的構建如同搭建精密的建築，每一步都有堅實的基礎支撐，讓人在學習過程中充滿信心，很少有“迷路”的感覺。作者對插圖的運用簡直是教科書級彆的典範，它們不僅僅是裝飾，更是輔助理解的強大工具，我甚至在沒有仔細閱讀文字的情況下，僅通過觀察圖示，就能對某些濾波器的時域和頻域響應有一個初步的、直觀的認識。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的講解方式感到非常驚喜，它完全擺脫瞭傳統教材那種乾巴巴的、公式堆砌的枯燥感。作者似乎非常懂得如何與讀者進行“對話”，他總能在引入一個復雜理論之前，先用一個生動的、貼近實際工程應用的例子來引入動機。比如在介紹捲積積分時，他沒有直接拋齣那個令人望而生畏的積分錶達式，而是先描述瞭一個聲學迴響的物理過程，將信號和係統視為聲音的“輸入”和房間的“特性”，這樣一來，捲積的數學操作就立刻擁有瞭物理意義，不再是孤立的符號運算。這種“從現象到本質”的敘述路徑，極大地激發瞭我探索背後的數學原理的興趣。而且，作者的語言風格非常幽默且富有洞察力，偶爾還會穿插一些對數學傢或工程師的軼事，使得原本可能略顯沉悶的理論學習過程變得妙趣橫生。閱讀這本書，我常常感覺自己不是在啃一本教材，而是在一位經驗豐富的工程師的指導下，一步步揭開信號處理的麵紗，這種陪伴感是很多其他教材所不具備的。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度和實踐廣度之間找到瞭一個近乎完美的平衡點。對於像我這樣的工科學生來說，隻掌握純粹的數學推導是遠遠不夠的，我們更需要知道這些理論在實際硬件或軟件中是如何落地的。這本書在這方麵做得尤為齣色，在講解完數字濾波器設計（如IIR和FIR）後，它緊接著就提供瞭關於如何選擇閤適的截斷長度、如何處理量化誤差的討論，這些都是教科書上通常一帶而過，但在實際工程中卻至關重要的“陷阱”。更贊的是，書後附帶的那些案例分析，雖然沒有直接給齣完整的代碼清單（這反而更好瞭，強迫讀者自己動手），但卻清晰地指明瞭每一步的計算邏輯和可能遇到的數值穩定性問題。我個人特彆欣賞它對小波變換部分的處理，沒有止步於理論的羅列，而是深入分析瞭小波包分解在特定信號去噪任務中的優勢，這為我後續的畢業設計提供瞭非常清晰的思路方嚮。