數字信號處理——原理、實現及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張立材，王民，高有堂 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• DSP
• 算法
• 通信
• 圖像處理
• MATLAB
• Python
• 工程
• 電子工程

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563526017

商品編碼：29761413168

包裝：平裝

齣版時間：2011-05-01

基本信息

書名:數字信號處理——原理、實現及應用

定價：36.00元

售價：24.5元,便宜11.5元,摺扣68

作者:張立材,王民,高有堂

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2011-05-01

ISBN：9787563526017

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.481kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是係統講述數字信號處理的基本原理、實現及應用的教材。本書主要講述時域離散信號與係統的基本概念及時域和頻域分析方法，重點討論離散傅裏葉變換及其快速算法、數字濾波器的基本概念與理論、數字濾波器的設計與實現方法，介紹模擬信號和數字信號處理的原理和方法、有關多采樣率數字信號處理的基本理論和高效實現方法、數字信號處理的典型應用，結閤各章例題和習題介紹MATLAB信號處理工具箱函數。
本書適閤作為高等學校電子信息類專業和相近專業本科生的教材，也可作為相關專業科技人員的參考書。

目錄

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章 離散時間信號與係統
　1.1 信號和信號處理
　　1.1.1 信號的特徵與分類
　　1.1.2 典型的信號處理運算
　1.2 時域離散信號
1.2.1 時域離散信號的錶示方法
1.2.2 典型的時域離散信號
1.2.3 周期序列
1.2.4 離散序列的時域運算
1.2.5 任意序列的單位脈衝序列錶示
　1.3 時域離散係統
1.3.1 綫性時不變離散係統
1.3.2 綫性時不變離散係統輸齣與輸入的關係
1.3.3 係統的因果性和穩定性
　1.4 常係數綫性差分方程
1.4.1 N階綫性時不變係統的差分方程描述
1.4.2 綫性常係數差分方程的遞推解法
1.4.3 用MAT1AB求解差分方程
　1.5 模擬信號數字化處理方法
　 1.5.1 時域采樣
　 1.5.2 采樣在頻域中的效應
　 1.5.3 模擬信號的恢復
　小結
　思考題
　練習題
第2章　時域離散信號的頻域分析
第3章　離散傅葉變換
第4章　數字濾波器的算法結構
第5章　IIR數字濾波器的設計
第6章　FIR數學濾波器的設計
第7章　多采樣率數字信息處理
第8章　數字信號處理的實現與應用舉例
附錄　MATLAB信號處理工具函數錶
參考文獻

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、實現及應用》—— 開啓音頻、圖像與通信的智慧之門 本書並非一部憑空臆想的學術奇談，而是凝結瞭多年數字信號處理領域探索與實踐的結晶。它旨在為讀者構建一座堅實的理論橋梁，並提供觸手可及的實踐指南，讓深奧的信號處理概念變得清晰、生動，並最終能夠巧妙地應用於我們日常生活的方方麵麵。從廣播電視的信號調製解調，到智能手機的語音識彆，再到醫療影像的清晰呈現，數字信號處理無處不在，深刻地影響著現代科技的發展。理解其核心原理，掌握其實現方法，並洞悉其廣闊應用，將為你在信息時代賦予強大的競爭力。 第一部分：理論基石——理解信號的本質與變換 在深入探索數字信號處理的奇妙世界之前，我們必須首先牢固掌握其理論根基。本書的第一部分將帶領讀者循序漸進地構建起這一知識體係。 信號的定義與分類： 我們將從最基礎的層麵齣發，闡釋什麼是信號，以及信號的多種分類方式，例如模擬信號與數字信號、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等。理解這些基本概念，如同學習一門新語言的字母錶，是後續深入學習的前提。我們將通過直觀的圖示和具體的例子，讓讀者深刻理解不同信號類型之間的差異和聯係。 綫性時不變（LTI）係統： LTI係統是數字信號處理中最重要、最核心的模型之一。我們將深入探討LTI係統的兩大基本性質：疊加性和時移不變性。通過對捲積運算的細緻講解，讀者將能夠理解LTI係統如何響應輸入信號，並預測其輸齣。本書將不僅僅局限於理論的陳述，而是會通過大量精心設計的例題，展示如何利用捲積來分析和設計各種信號處理係統，例如濾波器。 傅裏葉變換的奧秘： 傅裏葉變換是信號分析的“瑞士軍刀”，它能夠將信號從時域轉換到頻域，揭示信號的頻率成分。我們將係統性地介紹傅裏葉級數、連續傅裏葉變換以及離散傅裏葉變換（DFT）。對於DFT，我們將深入探討其計算方法，如快速傅裏葉變換（FFT）算法，並強調其在實際應用中的重要性。理解頻域分析，將幫助我們理解為何某些信號在特定頻率下錶現齣獨特的行為，也為後續的濾波、調製等應用奠定基礎。 采樣與重建： 將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號是數字信號處理的起點。我們將詳細講解奈奎斯特-香農采樣定理，並闡述采樣率、混疊現象及其避免方法。同時，我們將探討如何從離散的數字信號重建齣原始的連續信號，包括零階保持、一階保持以及更高級的插值方法。這個過程的清晰理解，對於設計高效的模數（A/D）和數模（D/A）轉換器至關重要。 Z變換： Z變換是離散時間信號分析的有力工具，它在處理離散係統時扮演著類似傅裏葉變換在連續時間信號中的角色。我們將介紹Z變換的定義、性質以及收斂域的概念。通過Z變換，我們可以更加方便地分析離散係統的穩定性、頻率響應，並為濾波器設計提供另一種視角。 第二部分：實現之道——掌握核心算法與技術 理論的深度需要實踐的廣度來支撐。在掌握瞭基本理論之後，本書的第二部分將專注於數字信號處理的核心算法和實現技術。 數字濾波器的設計與實現： 濾波器是信號處理中最常見的應用之一，它們用於去除噪聲、增強特定頻率成分或分離信號。我們將詳細介紹兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。本書將涵蓋多種經典的濾波器設計方法，如巴特沃茲、切比雪夫、綫性相位FIR濾波器等。我們將不僅僅展示設計公式，更會深入剖析每種方法的優缺點，以及在不同應用場景下的適用性。同時，我們還將討論濾波器的實現結構，例如直接型、級聯型等。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 如前所述，DFT是頻域分析的基礎。本書將深入探討FFT算法的原理，包括蝶形運算、基-2 FFT、混閤基FFT等。通過對FFT算法的深入理解，讀者將能夠高效地計算信號的頻譜，為進一步的分析和處理提供依據。我們將通過代碼示例，展示如何在實際編程中實現FFT，並解釋其計算效率的優勢。 譜分析技術： 除瞭FFT，我們還將介紹更先進的譜分析技術，如周期圖法、Welch法、以及多分辨率譜分析（如小波變換）。這些方法在處理噪聲信號、非平穩信號時錶現齣更優越的性能。我們將解釋這些方法的原理，並討論它們在實際問題中的應用。 自適應信號處理： 在許多實際應用中，信號的特性或噪聲的統計特性會隨時間變化。自適應信號處理技術能夠根據這些變化自動調整係統參數，以達到最優的性能。本書將介紹幾種常見的自適應濾波算法，如最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法，並討論它們在噪聲消除、迴聲消除等領域的應用。 多速率信號處理： 在涉及不同采樣率的信號處理係統時，多速率信號處理技術顯得尤為重要。我們將介紹抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的基本原理，以及它們在變采樣率係統中的應用。 第三部分：應用視界——數字信號處理的廣闊天地 理論與實現最終要落腳於實際應用。本書的第三部分將帶領讀者領略數字信號處理在各個領域的廣泛應用。 通信係統中的信號處理： 在現代通信係統中，數字信號處理扮演著核心角色。我們將探討其在信息編碼、信道估計、均衡、調製解調等方麵的應用。例如，如何利用數字濾波器實現對基帶信號的濾波，如何利用FFT進行OFDM係統的子載波調製，以及如何在接收端進行精確的信號恢復。 音頻信號處理： 從音樂播放器的均衡器、降噪耳機，到語音識彆係統、音頻編碼標準（如MP3、AAC），音頻信號處理的應用無處不在。我們將介紹音頻信號的采樣、量化、編碼，以及在音頻壓縮、語音增強、聲源分離等方麵的技術。 圖像與視頻信號處理： 圖像和視頻是數字信號處理的另一個重要領域。我們將探討其在圖像增強、邊緣檢測、圖像壓縮（如JPEG）、運動估計、視頻編碼（如H.264）等方麵的應用。讀者將瞭解到如何利用濾波器來銳化圖像，如何利用FFT進行圖像的頻域分析，以及如何通過各種算法實現視頻的流暢播放和高效存儲。 生物醫學信號處理： 在醫療領域，數字信號處理也發揮著越來越重要的作用。我們將介紹其在心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等生物信號的采集、濾波、特徵提取和模式識彆中的應用。例如，如何利用濾波器去除ECG信號中的乾擾，如何利用算法檢測心律失常。 雷達與聲納信號處理： 在軍事、導航和科研領域，雷達和聲納技術是必不可少的。我們將探討其在目標檢測、距離估計、速度測量、以及目標識彆等方麵的信號處理原理。 結語 《數字信號處理：原理、實現及應用》不僅僅是一本教科書，它更是一本引導讀者深入探索現代科技脈搏的指南。通過係統學習本書的內容，你將不僅能夠理解那些支撐著我們數字世界的復雜技術，更能掌握駕馭這些技術的方法，從而在科學研究、工程開發以及創新創業等各個領域，開啓屬於你自己的智慧之門。我們鼓勵讀者在學習理論的同時，積極動手實踐，利用各種工具和平颱，將所學知識轉化為解決實際問題的能力。相信在掌握瞭數字信號處理的精髓後，你將能夠以全新的視角審視周圍的世界，並為未來的科技進步貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

當我深入閱讀到快速傅裏葉變換（FFT）那部分時，我感受到瞭作者深厚的功底。FFT的原理本身就比較復雜，涉及到復數運算和蝶形運算的結構。這本書沒有采用那種生硬的算法描述，而是巧妙地通過對DFT分解的幾何意義的解釋，逐步引導讀者理解FFT算法的效率來源。更讓我驚喜的是，它還加入瞭一些現代信號處理中常用的技巧，比如自適應濾波（LMS算法）的介紹。雖然這部分內容在一些高級教材中很常見，但能在一本定位如此全麵的教材中見到，並且介紹得如此脈絡清晰，說明作者的視野非常開闊，緊跟行業前沿。這本書的價值在於，它不僅僅教你如何計算，更教你如何思考信號處理問題。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我原本以為這會是一本枯燥的教科書，但讀起來竟然有點“上癮”。原因可能在於作者在講解每一個概念時，都似乎在和我進行一場對話，而不是冷冰冰地陳述事實。比如在講解功率譜密度（PSD）估計時，書中沒有直接拋齣Welch法，而是先迴顧瞭周期圖法的局限性（高方差），然後自然而然地引齣瞭通過分段平均來平滑譜綫的方法，這種敘事邏輯非常流暢自然。讀完之後，我感覺我對“噪聲”和“信號”的區分，不再是模糊的概念，而是可以通過具體的數學工具去量化和處理的實際問題。對於那些渴望從“會用工具”提升到“理解工具設計原理”的讀者來說，這本書提供瞭必要的深度和廣度。

評分☆☆☆☆☆

收到一本書，看到這封麵設計和厚度，我就知道這不是那種輕描淡寫的入門讀物。迫不及待地翻開目錄，發現裏麵的章節安排得很有條理，從基礎的離散時間信號和係統理論開始講起，循序漸進地過渡到Z變換、傅裏葉變換這些核心工具的深入剖析。作者在講解時，似乎總能找到一種平衡點，既不過分抽象讓初學者望而卻步，又能保證足夠的數學嚴謹性，讓有一定基礎的讀者感到充實。特彆是對抽樣定理的闡述部分，我感覺它沒有僅僅停留在公式的羅列，而是結閤實際的工程應用場景做瞭細緻的分析，讓我對“為什麼”和“怎麼做”有瞭更清晰的認識。這本書的排版也相當不錯，圖錶清晰，關鍵定義和公式都有突齣顯示，閱讀體驗上是一個加分項。對於希望係統掌握數字信號處理（DSP）全貌的工程師或高年級學生來說，這本書無疑提供瞭一個堅實的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一衝擊是它對“實現”二字的重視程度。市麵上很多教材偏重理論推導，但這本書似乎更注重如何將這些抽象的數學工具落地到實際的硬件或軟件係統中。我特意找瞭關於有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器設計的章節來看，發現作者不僅僅給齣瞭設計公式，還詳細討論瞭各種窗函數（如漢寜窗、海明窗）的選擇標準、它們對濾波器性能（如過渡帶寬度和阻帶衰減）的影響，甚至還涉及到瞭濾波器係數的量化誤差問題。這部分內容對於正在進行嵌入式DSP項目開發的人來說，簡直是如獲至寶。它不是那種紙上談兵的“理論完美”，而是直麵工程實現中總會遇到的妥協與權衡，這種務實的態度非常值得稱道。

評分☆☆☆☆☆

這本書的篇幅雖然可觀，但閱讀過程中的阻力感卻比預想中小得多。這很大程度上歸功於作者在關鍵概念上的反復強調和清晰的總結。例如，在討論離散時間係統的穩定性、因果性這些基礎屬性時，作者總是會用對比鮮明的例子來佐證，確保讀者不會混淆。而且，書中大量的例子和習題（雖然我還沒完全做完）都設計得恰到好處，它們並非簡單的代數練習，而是與實際的濾波器設計、係統分析緊密結閤。這本書的價值在於，它搭建瞭一個從基礎理論到高級應用都能穩固站立的知識颱階，它不是提供捷徑，而是鋪設瞭一條高質量的、直通理解核心的康莊大道。對於任何嚴肅對待DSP領域的人，這本書都是值得擁有的參考書。