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张小虹 著

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• 理论与实践

店铺： 广影图书专营店

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787810890182

商品编码：29730583819

出版时间：2002-01-01

基本信息

书名：数字信号处理习题详解

定价：28.80元

作者：张小虹

出版社：东南大学出版社

出版日期：2002-01-01

ISBN：9787810890182

字数：

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版次：1

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商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《信号的低语：从理论到实践的探索》 在这个信息爆炸的时代，我们无时无刻不被各种各样的信号所包围。从清晨的闹钟声，到夜晚的霓虹闪烁，再到远方的无线电波，它们都在无声地传递着信息。然而，这些看似杂乱无章的信号背后，蕴含着深刻的数学原理和工程智慧。本书《信号的低语：从理论到实践的探索》正是致力于揭示这些信号的本质，带领读者穿越信号处理的广阔领域，从基础理论出发，逐步深入到实际应用，体验信号分析与改造的魅力。 本书并非一本枯燥的教科书，而是一次引人入胜的探索之旅。我们旨在通过清晰的阐述、生动的例子和富有启发性的思考，帮助读者建立对信号处理坚实的理解。在这里，您将不会看到冰冷的技术术语堆砌，取而，我们将用通俗易懂的语言，层层剥茧，揭示信号世界的奥秘。 第一部分：信号的语言——理解基础 旅程的开端，我们将从最根本的“信号”概念入手。究竟什么是信号？它有哪些不同的形态？我们将深入探讨连续时间信号和离散时间信号的区别与联系，理解它们在不同场景下的表现形式。您会了解到，无论是声音、图像，还是温度、压力，都可以被抽象为数学模型，为后续的分析奠定基础。 接着，我们将目光聚焦于信号的基本属性。振幅、频率、相位、能量、功率……这些看似抽象的参数，却是描述信号特性的关键。我们将通过直观的比喻和图示，让这些概念变得鲜活起来。想象一下，振幅如同声音的大小，频率则是声音的尖锐程度，相位则决定了声音的起始位置。掌握了这些基本属性，您就如同掌握了理解信号的“词汇表”。 然后，我们将引入傅里叶分析这一强大的工具。这是信号处理领域的核心理论之一，它能够将复杂的信号分解成一系列简单的正弦和余弦波的叠加。您将理解，任何复杂的信号，都可以被看作是不同频率、不同振幅、不同相位的“纯音”的组合。我们将详细讲解傅里叶级数和傅里叶变换，解释它们在频域分析中的重要作用。通过傅里叶分析，我们能够揭示信号的频率成分，这对于识别、滤波和压缩信号至关重要。您将惊叹于傅里叶变换如何将一个时域的“噪声”转化为频域的“清晰轮廓”，仿佛为信号穿上了一件“光谱外套”。 除了傅里叶分析，我们还将探讨其他重要的信号描述方法。例如，拉普拉斯变换，它在分析线性时不变（LTI）系统的动态特性方面发挥着不可替代的作用。您将了解，拉普拉斯变换如何将复杂的微分方程转化为代数方程，简化系统的分析过程。同时，我们也会介绍Z变换，它是离散时间信号分析的利器，尤其在数字滤波器的设计和分析中扮演着核心角色。 第二部分：信号的改造——滤波与变换 掌握了信号的基础语言，我们便可以开始对其进行“改造”。滤波是信号处理中最常见也是最重要的一项技术。它能够去除信号中的噪声，增强感兴趣的成分，或者分离出特定的频率成分。我们将详细介绍各种滤波器类型，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，以及它们的原理和应用。 想象一下，您正在收听一段录音，其中夹杂着恼人的背景噪音。低通滤波器就像一位“降噪大师”，能够过滤掉高频的噪音，让您听到清晰的声音。而高通滤波器则如同“高音增强器”，能够突出信号的高频部分。带通滤波器则像一位“调频专家”，只允许特定频率范围内的信号通过。我们将通过实际的例子，展示不同滤波器如何改变信号的特性，让您直观地感受到滤波的威力。 除了传统的模拟滤波器，本书也将深入探讨数字滤波器的设计与实现。在数字化时代，数字滤波器占据着主导地位。您将学习如何设计无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并理解它们各自的优缺点。我们将介绍滤波器的设计准则，例如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等，并展示如何利用这些准则来设计满足特定需求的滤波器。 在信号改造的过程中，变换技术扮演着至关重要的角色。除了傅里叶变换，我们还将介绍离散傅里叶变换（DFT）及其高效实现——快速傅里叶变换（FFT）。您将理解，DFT是傅里叶变换在数字世界中的离散形式，而FFT则大大提高了计算效率，使得复杂的频域分析成为可能。我们将探讨FFT在谱分析、卷积计算、信号压缩等方面的广泛应用。 此外，我们还将触及一些更高级的变换技术，例如小波变换。与傅里叶变换只能提供信号在整个时间段内的频率信息不同，小波变换能够同时提供信号在时间和频率上的局部信息。这使得它在信号的去噪、特征提取、图像压缩等方面展现出独特的优势。您将了解到，小波变换如何像一把“放大镜”，能够捕捉信号中的瞬时细节和局部特征，揭示隐藏在时间深处的“微小波澜”。 第三部分：信号的应用——连接现实世界 理论的探索最终是为了服务于实践。本书的第三部分将带领读者走出理论的象牙塔，将信号处理的知识应用于实际世界。我们将介绍信号处理在各个领域的精彩应用，让您看到信号处理如何改变我们的生活。 在通信领域，信号处理是信息传输的基石。您将了解到，从手机通话到无线网络，信号处理是如何实现信息的编码、解码、调制和解调的。我们将探讨数字通信中的各种关键技术，例如信源编码、信道编码、均衡技术等，解释它们如何确保信息的准确可靠传输。 在图像和音频处理领域，信号处理更是无处不在。您将看到，图像的压缩、增强、识别，以及音频的降噪、变声、音乐合成，都离不开信号处理的强大支持。我们将分析JPEG图像压缩和MP3音频压缩的原理，揭示它们如何在保证一定质量的前提下，显著减小数据量。 在生物医学领域，信号处理也发挥着越来越重要的作用。例如，心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的分析，都需要借助信号处理技术来提取有用的诊断信息。我们将探讨这些生物信号的特点，以及如何利用滤波器、特征提取等技术来进行分析。 此外，我们还将触及信号处理在雷达、声纳、地震勘探、经济预测等其他领域的应用。这些广泛的应用场景将极大地拓宽您的视野，让您深刻认识到信号处理作为一门通用技术的重要性。 学习的乐趣：理论与实践的融合 《信号的低语：从理论到实践的探索》并非仅仅是知识的传递，更注重学习的体验。我们力求在每一个章节中，都将抽象的理论与具体的案例相结合，让读者在理解理论的同时，也能看到其在现实世界中的生动体现。我们鼓励读者通过思考和实践来加深理解，例如，动手尝试用简单的工具模拟滤波器的效果，或者思考自己身边的哪些现象可以用信号处理的原理来解释。 本书的语言风格力求亲切自然，避免使用过于晦涩的术语，而是通过类比、图示和循序渐进的讲解，让复杂的问题变得易于理解。我们相信，即使您没有深厚的数学背景，也能在这本书中找到乐趣，并逐步掌握信号处理的核心知识。 这不仅仅是一本关于“数字信号处理”的书，它是一扇通往信息世界大门的钥匙，是一次探索未知、发现规律的旅程。希望通过本书，您能倾听到信号的低语，理解它们传递的信息，并激发您在信号处理领域继续深入探索的兴趣。让我们一起，在信号的世界里，聆听智慧的回响。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个下午的时间来浏览这本书的整体结构和内容组织逻辑，感觉作者在编排上可谓是用心良苦，完全是以学习者的思维导向来设计的。它并非简单地将知识点罗列在一起，而是采用了“理论回顾——基础例题解析——进阶挑战”的递进式结构。最让我惊喜的是，对于那些抽象的数学推导，作者并没有直接跳到答案，而是用非常口语化且逻辑严密的语言，一步一步地拆解了每一步背后的数学原理和物理意义，仿佛身边坐着一位经验丰富的导师在耐心讲解。例如，在讲解Z变换的收敛域分析时，书中的配图直观地展示了极点与收敛域之间的空间关系，这比纯文字的描述要高效得多。这种精细到像素级别的解析，极大地降低了初学者面对复杂概念时的畏难情绪，让人在“会做”的基础上，进一步理解“为什么这样做”。

评分☆☆☆☆☆

从使用体验上来说，这本书的索引系统做得相当人性化。通常习题解析的索引要么过于简单，要么过于复杂难以使用，但这本书在书末的索引部分，不仅按主要章节列出了关键术语，还非常贴心地根据“经典算法名称”（如LMS自适应滤波、FFT算法）设立了二级索引，方便那些需要快速回顾某个特定算法应用案例的读者。此外，书中的参考文献部分也做得非常严谨，很多例题的出处都可以追溯到早期的经典论文或行业标准，这为那些希望深入挖掘理论根源的钻研型读者提供了极大的便利。总的来说，这本书不仅是一个解题手册，更像是一个经过精心策展的知识地图，引导读者在数字信号处理这片广袤的领域中，走得更稳健，也更深入。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版风格，如果用一个词来形容，那就是“高效且毫不拖泥带水”。它严格遵循了学术著作的规范，但在关键节点处又巧妙地穿插了一些对比鲜明的强调色块或边注，用于提示那些容易混淆的概念或常见的陷阱。比如，在区分卷积和相关运算时，它在一个小方框内并列展示了两者在时域和频域上的核心差异，并用粗体字标记了“时移”与“翻转”的微妙区别，这种排版上的高对比度，使得关键信息在大脑中留下的印记更加深刻。没有多余的背景装饰，一切设计都服务于知识的传递效率，这对于时间宝贵的学习者来说，是最大的优点之一，翻阅起来的效率极高，可以直接定位到自己薄弱的环节进行针对性训练和巩固。

评分☆☆☆☆☆

就拿我最近在攻克的那个关于FIR滤波器设计的高频噪声抑制部分来说，市面上很多参考资料往往只是给出了窗函数法的公式和几个例子，但对于如何根据实际采样率和所需的阻带衰减率来精确选择合适的窗函数类型和窗长，往往是语焉不详。然而，这本习题详解里，却专门用了一个专题来深度剖析了不同窗函数（如汉宁窗、汉明窗、Blackman窗）的性能权衡，并提供了详细的计算步骤，展示了如何在工程实际中进行取舍。它的解析过程不是那种冷冰冰的教科书式灌输，而是充满了实际工程经验的影子，比如提到某些参数的设置需要考虑计算资源的限制，这些都是教科书上找不到的“软知识”。这让我的理解不再停留在理论层面，而是真正具备了解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了哑光处理，触感温润细腻，主色调是沉稳的深蓝色，搭配着简洁的白色和亮眼的橙色字体，既有学术的严谨感，又不失现代的活力。字体排版非常讲究，标题和副标题的层级划分清晰，让人一眼就能抓住重点。尤其是那些公式和图表的印刷质量，墨迹均匀饱满，线条锐利清晰，即便是复杂的三维图示，也能保持极高的可读性，这对于需要长时间盯着公式看的读者来说，无疑是一种视觉上的呵护。内页纸张选择了适中的克重，既保证了足够的韧性，又有效避免了墨水洇开的问题，侧面反映出出版方在细节上确实下了不少功夫，让人感觉这不是一本普通的习题集，而是一件精心制作的工具书。这种对物理形态的重视，为后续的学习过程奠定了非常积极的基调，让人在拿起书本时，就充满了探索知识的期待感。