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张立材，王民，高有堂 著

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• 电子工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 北京邮电大学出版社有限公司

ISBN：9787563526017

商品编码：29761413168

包装：平装

出版时间：2011-05-01

基本信息

书名:数字信号处理——原理、实现及应用

定价：36.00元

售价：24.5元,便宜11.5元,折扣68

作者:张立材,王民,高有堂

出版社：北京邮电大学出版社有限公司

出版日期：2011-05-01

ISBN：9787563526017

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是系统讲述数字信号处理的基本原理、实现及应用的教材。本书主要讲述时域离散信号与系统的基本概念及时域和频域分析方法，重点讨论离散傅里叶变换及其快速算法、数字滤波器的基本概念与理论、数字滤波器的设计与实现方法，介绍模拟信号和数字信号处理的原理和方法、有关多采样率数字信号处理的基本理论和高效实现方法、数字信号处理的典型应用，结合各章例题和习题介绍MATLAB信号处理工具箱函数。
本书适合作为高等学校电子信息类专业和相近专业本科生的教材，也可作为相关专业科技人员的参考书。

目录

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章 离散时间信号与系统
　1.1 信号和信号处理
　　1.1.1 信号的特征与分类
　　1.1.2 典型的信号处理运算
　1.2 时域离散信号
1.2.1 时域离散信号的表示方法
1.2.2 典型的时域离散信号
1.2.3 周期序列
1.2.4 离散序列的时域运算
1.2.5 任意序列的单位脉冲序列表示
　1.3 时域离散系统
1.3.1 线性时不变离散系统
1.3.2 线性时不变离散系统输出与输入的关系
1.3.3 系统的因果性和稳定性
　1.4 常系数线性差分方程
1.4.1 N阶线性时不变系统的差分方程描述
1.4.2 线性常系数差分方程的递推解法
1.4.3 用MAT1AB求解差分方程
　1.5 模拟信号数字化处理方法
　 1.5.1 时域采样
　 1.5.2 采样在频域中的效应
　 1.5.3 模拟信号的恢复
　小结
　思考题
　练习题
第2章　时域离散信号的频域分析
第3章　离散傅叶变换
第4章　数字滤波器的算法结构
第5章　IIR数字滤波器的设计
第6章　FIR数学滤波器的设计
第7章　多采样率数字信息处理
第8章　数字信号处理的实现与应用举例
附录　MATLAB信号处理工具函数表
参考文献

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：原理、实现及应用》—— 开启音频、图像与通信的智慧之门 本书并非一部凭空臆想的学术奇谈，而是凝结了多年数字信号处理领域探索与实践的结晶。它旨在为读者构建一座坚实的理论桥梁，并提供触手可及的实践指南，让深奥的信号处理概念变得清晰、生动，并最终能够巧妙地应用于我们日常生活的方方面面。从广播电视的信号调制解调，到智能手机的语音识别，再到医疗影像的清晰呈现，数字信号处理无处不在，深刻地影响着现代科技的发展。理解其核心原理，掌握其实现方法，并洞悉其广阔应用，将为你在信息时代赋予强大的竞争力。 第一部分：理论基石——理解信号的本质与变换 在深入探索数字信号处理的奇妙世界之前，我们必须首先牢固掌握其理论根基。本书的第一部分将带领读者循序渐进地构建起这一知识体系。 信号的定义与分类： 我们将从最基础的层面出发，阐释什么是信号，以及信号的多种分类方式，例如模拟信号与数字信号、连续时间信号与离散时间信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。理解这些基本概念，如同学习一门新语言的字母表，是后续深入学习的前提。我们将通过直观的图示和具体的例子，让读者深刻理解不同信号类型之间的差异和联系。 线性时不变（LTI）系统： LTI系统是数字信号处理中最重要、最核心的模型之一。我们将深入探讨LTI系统的两大基本性质：叠加性和时移不变性。通过对卷积运算的细致讲解，读者将能够理解LTI系统如何响应输入信号，并预测其输出。本书将不仅仅局限于理论的陈述，而是会通过大量精心设计的例题，展示如何利用卷积来分析和设计各种信号处理系统，例如滤波器。 傅里叶变换的奥秘： 傅里叶变换是信号分析的“瑞士军刀”，它能够将信号从时域转换到频域，揭示信号的频率成分。我们将系统性地介绍傅里叶级数、连续傅里叶变换以及离散傅里叶变换（DFT）。对于DFT，我们将深入探讨其计算方法，如快速傅里叶变换（FFT）算法，并强调其在实际应用中的重要性。理解频域分析，将帮助我们理解为何某些信号在特定频率下表现出独特的行为，也为后续的滤波、调制等应用奠定基础。 采样与重建： 将连续的模拟信号转换为离散的数字信号是数字信号处理的起点。我们将详细讲解奈奎斯特-香农采样定理，并阐述采样率、混叠现象及其避免方法。同时，我们将探讨如何从离散的数字信号重建出原始的连续信号，包括零阶保持、一阶保持以及更高级的插值方法。这个过程的清晰理解，对于设计高效的模数（A/D）和数模（D/A）转换器至关重要。 Z变换： Z变换是离散时间信号分析的有力工具，它在处理离散系统时扮演着类似傅里叶变换在连续时间信号中的角色。我们将介绍Z变换的定义、性质以及收敛域的概念。通过Z变换，我们可以更加方便地分析离散系统的稳定性、频率响应，并为滤波器设计提供另一种视角。 第二部分：实现之道——掌握核心算法与技术 理论的深度需要实践的广度来支撑。在掌握了基本理论之后，本书的第二部分将专注于数字信号处理的核心算法和实现技术。 数字滤波器的设计与实现： 滤波器是信号处理中最常见的应用之一，它们用于去除噪声、增强特定频率成分或分离信号。我们将详细介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。本书将涵盖多种经典的滤波器设计方法，如巴特沃兹、切比雪夫、线性相位FIR滤波器等。我们将不仅仅展示设计公式，更会深入剖析每种方法的优缺点，以及在不同应用场景下的适用性。同时，我们还将讨论滤波器的实现结构，例如直接型、级联型等。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 如前所述，DFT是频域分析的基础。本书将深入探讨FFT算法的原理，包括蝶形运算、基-2 FFT、混合基FFT等。通过对FFT算法的深入理解，读者将能够高效地计算信号的频谱，为进一步的分析和处理提供依据。我们将通过代码示例，展示如何在实际编程中实现FFT，并解释其计算效率的优势。 谱分析技术： 除了FFT，我们还将介绍更先进的谱分析技术，如周期图法、Welch法、以及多分辨率谱分析（如小波变换）。这些方法在处理噪声信号、非平稳信号时表现出更优越的性能。我们将解释这些方法的原理，并讨论它们在实际问题中的应用。 自适应信号处理： 在许多实际应用中，信号的特性或噪声的统计特性会随时间变化。自适应信号处理技术能够根据这些变化自动调整系统参数，以达到最优的性能。本书将介绍几种常见的自适应滤波算法，如最小均方（LMS）算法和递归最小二乘（RLS）算法，并讨论它们在噪声消除、回声消除等领域的应用。 多速率信号处理： 在涉及不同采样率的信号处理系统时，多速率信号处理技术显得尤为重要。我们将介绍抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的基本原理，以及它们在变采样率系统中的应用。 第三部分：应用视界——数字信号处理的广阔天地 理论与实现最终要落脚于实际应用。本书的第三部分将带领读者领略数字信号处理在各个领域的广泛应用。 通信系统中的信号处理： 在现代通信系统中，数字信号处理扮演着核心角色。我们将探讨其在信息编码、信道估计、均衡、调制解调等方面的应用。例如，如何利用数字滤波器实现对基带信号的滤波，如何利用FFT进行OFDM系统的子载波调制，以及如何在接收端进行精确的信号恢复。 音频信号处理： 从音乐播放器的均衡器、降噪耳机，到语音识别系统、音频编码标准（如MP3、AAC），音频信号处理的应用无处不在。我们将介绍音频信号的采样、量化、编码，以及在音频压缩、语音增强、声源分离等方面的技术。 图像与视频信号处理： 图像和视频是数字信号处理的另一个重要领域。我们将探讨其在图像增强、边缘检测、图像压缩（如JPEG）、运动估计、视频编码（如H.264）等方面的应用。读者将了解到如何利用滤波器来锐化图像，如何利用FFT进行图像的频域分析，以及如何通过各种算法实现视频的流畅播放和高效存储。 生物医学信号处理： 在医疗领域，数字信号处理也发挥着越来越重要的作用。我们将介绍其在心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号的采集、滤波、特征提取和模式识别中的应用。例如，如何利用滤波器去除ECG信号中的干扰，如何利用算法检测心律失常。 雷达与声纳信号处理： 在军事、导航和科研领域，雷达和声纳技术是必不可少的。我们将探讨其在目标检测、距离估计、速度测量、以及目标识别等方面的信号处理原理。 结语 《数字信号处理：原理、实现及应用》不仅仅是一本教科书，它更是一本引导读者深入探索现代科技脉搏的指南。通过系统学习本书的内容，你将不仅能够理解那些支撑着我们数字世界的复杂技术，更能掌握驾驭这些技术的方法，从而在科学研究、工程开发以及创新创业等各个领域，开启属于你自己的智慧之门。我们鼓励读者在学习理论的同时，积极动手实践，利用各种工具和平台，将所学知识转化为解决实际问题的能力。相信在掌握了数字信号处理的精髓后，你将能够以全新的视角审视周围的世界，并为未来的科技进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

当我深入阅读到快速傅里叶变换（FFT）那部分时，我感受到了作者深厚的功底。FFT的原理本身就比较复杂，涉及到复数运算和蝶形运算的结构。这本书没有采用那种生硬的算法描述，而是巧妙地通过对DFT分解的几何意义的解释，逐步引导读者理解FFT算法的效率来源。更让我惊喜的是，它还加入了一些现代信号处理中常用的技巧，比如自适应滤波（LMS算法）的介绍。虽然这部分内容在一些高级教材中很常见，但能在一本定位如此全面的教材中见到，并且介绍得如此脉络清晰，说明作者的视野非常开阔，紧跟行业前沿。这本书的价值在于，它不仅仅教你如何计算，更教你如何思考信号处理问题。

评分☆☆☆☆☆

收到一本书，看到这封面设计和厚度，我就知道这不是那种轻描淡写的入门读物。迫不及待地翻开目录，发现里面的章节安排得很有条理，从基础的离散时间信号和系统理论开始讲起，循序渐进地过渡到Z变换、傅里叶变换这些核心工具的深入剖析。作者在讲解时，似乎总能找到一种平衡点，既不过分抽象让初学者望而却步，又能保证足够的数学严谨性，让有一定基础的读者感到充实。特别是对抽样定理的阐述部分，我感觉它没有仅仅停留在公式的罗列，而是结合实际的工程应用场景做了细致的分析，让我对“为什么”和“怎么做”有了更清晰的认识。这本书的排版也相当不错，图表清晰，关键定义和公式都有突出显示，阅读体验上是一个加分项。对于希望系统掌握数字信号处理（DSP）全貌的工程师或高年级学生来说，这本书无疑提供了一个坚实的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一冲击是它对“实现”二字的重视程度。市面上很多教材偏重理论推导，但这本书似乎更注重如何将这些抽象的数学工具落地到实际的硬件或软件系统中。我特意找了关于有限脉冲响应（FIR）和无限脉冲响应（IIR）滤波器设计的章节来看，发现作者不仅仅给出了设计公式，还详细讨论了各种窗函数（如汉宁窗、海明窗）的选择标准、它们对滤波器性能（如过渡带宽度和阻带衰减）的影响，甚至还涉及到了滤波器系数的量化误差问题。这部分内容对于正在进行嵌入式DSP项目开发的人来说，简直是如获至宝。它不是那种纸上谈兵的“理论完美”，而是直面工程实现中总会遇到的妥协与权衡，这种务实的态度非常值得称道。

评分☆☆☆☆☆

这本书的篇幅虽然可观，但阅读过程中的阻力感却比预想中小得多。这很大程度上归功于作者在关键概念上的反复强调和清晰的总结。例如，在讨论离散时间系统的稳定性、因果性这些基础属性时，作者总是会用对比鲜明的例子来佐证，确保读者不会混淆。而且，书中大量的例子和习题（虽然我还没完全做完）都设计得恰到好处，它们并非简单的代数练习，而是与实际的滤波器设计、系统分析紧密结合。这本书的价值在于，它搭建了一个从基础理论到高级应用都能稳固站立的知识台阶，它不是提供捷径，而是铺设了一条高质量的、直通理解核心的康庄大道。对于任何严肃对待DSP领域的人，这本书都是值得拥有的参考书。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我原本以为这会是一本枯燥的教科书，但读起来竟然有点“上瘾”。原因可能在于作者在讲解每一个概念时，都似乎在和我进行一场对话，而不是冷冰冰地陈述事实。比如在讲解功率谱密度（PSD）估计时，书中没有直接抛出Welch法，而是先回顾了周期图法的局限性（高方差），然后自然而然地引出了通过分段平均来平滑谱线的方法，这种叙事逻辑非常流畅自然。读完之后，我感觉我对“噪声”和“信号”的区分，不再是模糊的概念，而是可以通过具体的数学工具去量化和处理的实际问题。对于那些渴望从“会用工具”提升到“理解工具设计原理”的读者来说，这本书提供了必要的深度和广度。