信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王光宇 著

圖書標籤:

• 信息科學
• 數字信號處理
• 濾波器組
• 多速率信號處理
• 通信工程
• 信號處理
• 理論研究
• 工程技術
• 學科教材
• 高等教育

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030388902

版次：1

商品編碼：11370936

包裝：平裝

叢書名： 信息科學技術著作叢書

開本：16開

齣版時間：2013-11-01

用紙：膠版紙

頁數：235

字數：313000

正文語種：中文

內容簡介

　　《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》全麵係統地論述瞭多速率數字信號處理和濾波器組的基本原理，包括時變和非時變濾波器組。全書共十章，包括離散時間係統和濾波器、多速率係統的組成單元、多通道濾波器組、多通道濾波器組的相關理論、M通道DFT濾波器組、餘弦調製濾波器組、時變濾波器組的基本理論、最一般的時變濾波器組、M通道時變濾波器組、時變餘弦濾波器組。
　　《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》可供研究和工程部門從事數字信號處理和通信技術工作的廣大科技人員參考，也可供高等學校相關專業的高年級學生、研究生學習參考。

內頁插圖

目錄

《信息科學技術學術著作叢書》序
前言
第1章 離散時間係統和濾波器
1．1 引言
1．2 離散時間信號和分析
1．2．1 離散時間信號
1．2．2 離散時間信號的變換域分析
1．3 離散時間係統
1．3．1 綫性非時變離散時間係統
1．3．2 綫性時變離散時間係統
1．3．3 綫性周期時變離散時間係統
1．4 離散時間係統的實現
1．4．1 FIR係統和FIR濾波器
1．4．2 IIR係統和IIR濾波器
1．4．3 綫性相位濾波器
1．4．4 離散時間係統的矩陣描述
參考文獻
第2章 多速率係統的組成單元
2．1 引言
2．2 抽取器
2．2．1 抽取器的頻域分析
2．2．2 抽取器的時域分析
2．3 插值器
2．3．1 插值器的頻域分析
2．3．2 插值器的時域分析
2．4 多相位分解錶示
參考文獻
第3章 多通道濾波器組
3．1 引言
3．2 多通道濾波器組結構
3．3 多通道濾波器組的頻域分析
3．4 多通道濾波器組的多相位分解錶示
3．5 多通道濾波器組的時域錶示
3．6 濾波器組的完全重建條件
3．6．1 頻域分析和多相位分析的關係
3．6．2 時域分析和多相位分析的關係
3．6．3 完全重建定理
3．7 濾波器組和變換之間的關係
3．7．1 方塊變換
3．7．2 重疊變換
參考文獻
第4章 多通道濾波器組的相關理論
4．1 引言
4．2 正交鏡像濾波器組
4．2．1 兩通道QMF
4．2．2 M通道QMF
4．3 樹形結構濾波器組
4．3．1 頻域分析
4．3．2 時域分析
4．4 傳輸多路復用器
4．4．1 頻域分析
4．4．2 時域分析
4．5 DFT濾波器組和正交頻分復用調製係統
4．5．1 DFT濾波器組
4．5．2 OFDM調製係統
4．5．3 單載頻調製係統
4．6 離散時間序列擴展和濾波器組
4．6．1 正交基
4．6．2 雙正交基
4．6．3 信號的擴展
4．6．4 信號擴展與濾波器組
4．7 信號的時頻分解和離散時間小波變換
4．7．1 短時傅裏葉變換
4．7．2 離散時間小波變換
參考文獻
第5章 M通道DFT濾波器組
5．1 引言
5．2 DFT濾波器組的多相位實現結構
5．3 改進的DFT濾波器組
5．4 MDFT濾波器組的實現結構
5．5 MDFT濾波器組的設計
5．6 復數MDFT濾波器組
5．7 功率互補條件在時域的錶現形式
參考文獻
第6章 餘弦調製濾波器組
6．1 引言
6．2 餘弦調製濾波器組的原理
6．3 完全重建餘弦調製濾波器組
6．3．1 重疊係數K一1
6．3．2 重疊係數K一2
6．4 餘弦調製濾波器組的實現
6．4．1 K一1時餘弦濾波器組實現結構
6．4．2 K一2時餘弦濾波器組實現結構
參考文獻
第7章 時變濾波器組基本理論
7．1 引言
7．2 時變抽取器
7．2．1 時變抽取器的頻域分析
7．2．2 時變抽取器的時域分析
7．2．3 時變濾波器和非時變抽取器的級聯
7．3 時變插值器
7．3．1 時變插值器的非時變模型
7．3．2 時變插值器的時域分析
7．4 時變抽取器和插值器的組閤
7．4．1 時變濾波器組的基本組成單元
7．4．2 M通道時變濾波器組的基本組成單元
7．4．3 時域矩陣錶示
7．5 時變多速率係統的濾波器組模型
7．5．1 最一般時變濾波器組組成單元的模型
7．5．2 M通道時變濾波器組組成單元的模型
參考文獻
第8章 最一般的時變濾波器組
8．1 引言
8．2 時變濾波器組的模型
8．2．1 模型-I
8．2．2 模型-Ⅱ
8．3 時變濾波器組的變化域分析
8．3．1 基於模型I的分析
8．3．2 基於模型Ⅱ的分析
8．4 時變濾波器組的調製域分析
8．5 時變濾波器組的設計
8．5．1 高斯約當消元法
8．5．2 最小二乘法
參考文獻
第9章 M通道時變濾波器組
9．1 引言
9．2 M通道時變濾波器組的模型
9．2．1 模型-I
9．2．2 模型-Ⅱ
9．3 M通道時變濾波器組的變化域分析
9．3．1 基於模型l的分摺
9．3．2 基於模型fl的分析
9．4 M通道時變濾波器組的調製域分析
9．5 M通道時變濾波器組的設計
參考文獻
第10章 時變餘弦濾波器組
10．1 引言
10．2 時變餘弦濾波器組的定義
10．3 時變餘弦濾波器組的完全重建條件
10．3．1 重疊係數K（Ⅲ）=1
10．3．2 重疊係數K（Ⅲ）=2
10．4 時變餘弦濾波器組的設計
1O．4．1 濾波器組的邊界條件
10．4．2 M通道（L=2M）變換到M／2通道（L=M）
lO．4．3 Mj2通道（L=M）變換到M通道（L=2M）
10．4．4 M通道（L=4M）變換到M通道（L=2M）
10．4．5 圖形矩陣設計法小結
參考文獻

前言/序言

　　2l世紀是信息科學技術發生深刻變革的時代，一場以網絡科學、高性能計算和仿真、智能科學、計算思維為特徵的信息科學革命正在興起。信息科學技術正在逐步融人各個應用領域並與生物、納米、認知等交織在一起，悄然改變著我們的生活方式。信息科學技術已經成為人類社會進步過程中發展最快、交叉滲透性最強、應用麵最廣的關鍵技術。
　　如何進一步推動我國信息科學技術的研究與發展；如何將信息技術發展的新理論、新方法與研究成果轉化為社會發展的新動力；如何抓住信息技術深刻發展變革的機遇，提升我國自主創新和可持續發展的能力？這些問題的解答都離不開我國科技工作者和工程技術人員的求索和艱辛付齣。為這些科技工作者和工程技術人員提供一個良好的齣版環境和平颱，將這些科技成就迅速轉化為智力成果，將對我國信息科學技術的發展起到重要的推動作用。
　　《信息科學技術學術著作叢書》是科學齣版社在廣泛徵求專傢意見的基礎上，經過長期考察、反復論證之後組織齣版的。這套叢書旨在傳播網絡科學和未來網絡技術，微電子、光電子和量子信息技術、超級計算機、軟件和信息存儲技術，數據知識化和基於知識處理的未來信息服務業，低成本信息化和用信息技術提升傳統産業，智能與認知科學、生物信息學、社會信息學等前沿交叉科學，信息科學基礎理論，信息安全等幾個未來信息科學技術重點發展領域的優秀科研成果。叢書力爭起點高、內容新、導嚮性強，具有一定的原創性，體現齣科學齣版社“高層次、高質量、高水平”的特色和“嚴肅、嚴密、嚴格”的優良作風。
　　希望這套叢書的齣版，能為我國信息科學技術的發展、創新和突破帶來一些啓迪和幫助。同時，歡迎廣大讀者提齣好的建議，以促進和完善叢書的齣版工作。
　　中國工程院院士
　　原中國科學院計算技術研究所所長

信息科學技術著作叢書：數字信號處理的前沿探索 引言 在信息爆炸的時代，如何高效、精準地獲取、處理和理解海量數據，已成為信息科學技術領域的核心挑戰。數字信號處理（DSP）作為信息科學與工程領域的一門基礎學科，其理論和技術的發展直接關係到通信、圖像、音頻、醫療、金融等眾多行業的創新與進步。本書係“信息科學技術著作叢書”的最新力作，聚焦於數字信號處理的最新前沿，深入剖析其核心理論與關鍵技術，旨在為廣大研究者、工程師及相關專業學生提供一套係統、深入的學習資源。本冊圖書，正是這一係列的重要組成部分，它將帶領讀者走進數字信號處理的奇妙世界，探索其深邃的理論基石與蓬勃的應用前景。 第一篇：現代信號處理理論基礎 本篇旨在為讀者構建堅實的數字信號處理理論基礎，涵蓋瞭從基本概念到高級理論的廣泛內容。 第一章：離散時間信號與係統 離散時間信號的錶示與性質： 介紹單位脈衝、單位階躍、指數序列等基本離散時間信號，以及周期性、奇偶性、穩定性等信號重要性質。深入討論瞭序列的捲積、相關等運算，為理解係統響應奠定基礎。 綫性時不變（LTI）係統： 詳細闡述LTI係統的概念，以及其衝激響應和係統函數在描述和分析係統行為中的核心作用。通過傅裏葉級數和傅裏葉變換，揭示瞭LTI係統在頻域的特性，為後續的濾波器設計打下理論基礎。 Z變換及其性質： 引入Z變換，作為連續時間傅裏葉變換在離散時間信號處理中的推廣。深入分析Z變換的收斂域、逆Z變換、移位性質、捲積性質等，並探討其在係統穩定性分析、係統函數求解等方麵的應用。 第二章：傅裏葉分析在信號處理中的應用 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： 深入講解DFT的定義、性質及其在時域和頻域之間的轉換關係。重點介紹FFT算法，闡述其如何高效地計算DFT，從而極大地提升信號處理的計算效率，並分析不同FFT算法（如Cooley-Tukey算法）的原理與復雜度。 周期信號與非周期信號的頻譜分析： 利用傅裏葉級數分析周期信號的頻譜特性，而傅裏葉變換則用於分析非周期信號的頻譜。通過實例，展示如何從信號的時域波形推導齣其頻域特性，並理解頻譜泄漏等現象及其成因。 功率譜密度與能量譜密度： 介紹功率譜密度（PSD）和能量譜密度（ESD）的概念，以及它們在描述隨機信號和確定性信號能量或功率在頻率分布上的重要性。探討Wiener-Khinchin定理，連接自相關函數與功率譜密度。 第三章：隨機信號分析 隨機信號的基本概念： 定義隨機過程，介紹其均值函數、自相關函數、自協方差函數等統計特性。區分平穩過程和非平穩過程，並討論其在信號處理中的意義。 譜估計方法： 介紹多種隨機信號的功率譜估計方法，包括經典譜估計（如周期圖法）和現代譜估計（如Yule-Walker法、Burg法）的原理、優缺點及適用範圍。分析不同方法的譜分辨率、偏差和方差等性能指標。 維納濾波理論： 深入講解Wiener濾波器的原理，包括其最優性準則（最小均方誤差），並推導求解Wiener濾波器的錶達式。分析其在信號去噪、信號預測等方麵的應用，以及有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）Wiener濾波器的區彆。 第二篇：先進的數字信號處理技術 本篇將進一步拓展讀者的視野，介紹數字信號處理領域中的一些前沿技術和高級理論。 第四章：濾波器設計與實現 數字濾波器的分類與設計原則： 詳細介紹FIR濾波器和IIR濾波器的基本結構、優缺點以及設計原則。對比兩者在相位響應、計算復雜度、穩定性等方麵的差異。 FIR濾波器設計方法： 重點介紹窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）和頻率采樣法。深入分析不同窗函數的頻譜特性，以及它們對濾波器性能的影響。 IIR濾波器設計方法： 介紹模仿模擬濾波器設計的方法，如脈衝不變法、雙綫性變換法。詳細闡述Butterworth、Chebyshev I/II、Elliptic等經典模擬濾波器類型的數字域設計過程。 濾波器組理論入門（初步探討）： 簡要介紹濾波器組的概念，以及其在信號分解與重構中的作用。為後續章節的深入探討埋下伏筆。 第五章：多速率信號處理基礎 采樣率改變： 深入講解上采樣（插值）和下采樣（抽取）的概念、原理和實現。詳細闡述如何通過適當的插值和抽取操作實現采樣率的轉換，以及由此帶來的信號頻譜變化。 多速率濾波器的應用： 介紹多速率濾波器在實現采樣率轉換中的關鍵作用。分析抽取濾波器（Interpolator）和插值濾波器（Decimator）的設計原則與結構。 多速率信號處理的效率優勢： 探討多速率信號處理如何在降低計算復雜度、提高處理速度等方麵帶來顯著優勢，尤其是在處理高采樣率信號時。 第六章：自適應信號處理 自適應濾波器原理： 引入自適應濾波器的概念，解釋其能夠根據輸入信號的統計特性自動調整濾波器係數，以達到某種優化目標。 LMS（最小均方）算法： 詳細介紹LMS算法的原理、收斂性分析和參數選擇。分析其在各種應用場景下的性能錶現。 RLS（遞歸最小二乘）算法： 介紹RLS算法，對比其與LMS算法在收斂速度和計算復雜度上的差異，並探討RLS算法的變種。 自適應濾波器的應用： 舉例說明自適應濾波器在噪聲消除（如迴聲消除、噪聲抑製）、信道均衡、係統辨識等領域的廣泛應用。 第七章：小波變換與多分辨率分析 小波變換的起源與理論： 介紹小波變換的數學基礎，包括連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）。闡述小波基函數的選擇及其對信號分析的影響。 多分辨率分析： 深入理解多分辨率分析（MRA）的概念，以及它如何利用不同尺度的信息來錶徵信號。 小波變換在信號處理中的應用： 探討小波變換在信號去噪、信號壓縮、特徵提取、奇異點檢測等方麵的優勢，並給齣具體實例。 第三篇：多速率數字信號處理與濾波器組的深入研究 本篇是本書的核心章節，將集中探討多速率數字信號處理和濾波器組的理論精髓與前沿進展。 第八章：多速率數字信號處理理論深化 多速率濾波器的級聯與互聯： 探討多個多速率濾波器組成的復雜係統，分析其整體性能和設計要點。 多速率信號處理的采樣率轉換優化： 深入研究更高效的采樣率轉換技術，例如使用polyphase分解來優化抽取和插值濾波器的設計。 多速率通信係統： 分析多速率信號處理在現代通信係統中的重要作用，如用於不同數據速率的接入、信道編碼和解碼等。 第九章：濾波器組理論（I）：基本概念與正交鏡像濾波器（QMF） 濾波器組的基本構成： 介紹濾波器組的構成元素，包括分析濾波器組和閤成濾波器組，以及它們的信號處理流程。 完美重構（PR）濾波器組： 闡述濾波器組實現完美重構的條件，即輸入信號能夠無失真地恢復。 正交鏡像濾波器（QMF）組： 詳細介紹QMF的概念，包括其設計目標是實現幅度響應的鏡像對稱，從而在一定程度上減少失真。分析QMF組的結構與性能。 QMF組在子帶編碼中的應用： 探討QMF組如何在音頻和圖像壓縮等領域實現子帶編碼，以提高壓縮效率。 第十章：濾波器組理論（II）：多通道完美重構（MPR）濾波器組 多通道濾波器組： 擴展濾波器組的概念，引入多達M個通道的濾波器組。 多通道完美重構（MPR）條件： 詳細推導多通道濾波器組實現完美重構的充要條件，包括幅度與相位的約束。 設計MPR濾波器組的方法： 介紹設計MPR濾波器組的各種方法，如基於多項式矩陣分解、基於最優準則（如最小化重構誤差）等。 MPR濾波器組的性能分析： 分析不同MPR濾波器組的性能指標，如重構誤差、幅度失真、相位失真等。 第十一章：濾波器組理論（III）：類窗口（Lapped Transforms）與奇異復用（Aliasing Cancellation） 類窗口變換： 介紹Modified Discrete Cosine Transform (MDCT) 等類窗口變換，分析其如何通過濾波器組的重疊來實現更優的信號處理性能。 混疊消除（Aliasing Cancellation）： 深入探討濾波器組在信號分解和重構過程中産生的混疊現象，以及如何通過特定設計來消除或補償這種混疊，以實現更精確的信號重構。 不同濾波器組的比較與應用： 對比QMF、MPR和類窗口濾波器組在不同應用場景下的優劣勢，如在音頻編碼（如MP3、AAC）、圖像處理、數據壓縮等領域的應用。 第十二章：濾波器組在信號處理中的前沿應用 音頻信號處理： 詳細探討濾波器組在音頻編碼（如感知編碼）、語音信號處理（如聲源分離）、音樂信息檢索等領域的應用。 圖像與視頻信號處理： 分析濾波器組在圖像壓縮（如JPEG 2000）、視頻編碼、圖像增強、紋理分析等方麵的應用。 通信係統中的應用： 探討濾波器組在多載波調製（如OFDM）、多用戶通信、信號檢測等通信係統中的作用。 其他新興應用： 簡要介紹濾波器組在生物醫學信號處理、機器學習、數據挖掘等新興領域的潛在應用。 結論 本書係“信息科學技術著作叢書”的這本著作，不僅僅是對數字信號處理理論的係統梳理，更是對信息科學技術領域前沿探索的一次深度聚焦。從基礎理論的堅實鋪墊，到現代技術的高效運用，再到多速率數字信號處理與濾波器組這一核心領域的深入剖析，本書力求為讀者展現數字信號處理的強大生命力與無限可能性。我們希望通過本書，能夠激發讀者對這一領域的濃厚興趣，啓發更多的創新思路，共同推動信息科學技術的進步。 緻謝 本書的完成離不開眾多同仁的鼎力支持與無私幫助。我們尤其感謝在本書編寫過程中提供寶貴意見的專傢學者，感謝為本書提供學術指導的老師們，以及在編輯、排版過程中辛勤付齣的編輯團隊。最後，感謝廣大讀者對“信息科學技術著作叢書”的持續關注與支持。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣的從業者來說，一本能夠 bridging theory and practice 的技術著作是至關重要的。我對《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》的期待，更多地集中在它能否提供一套清晰、可操作的工程指南。在實際工作中，我們經常需要根據應用場景選擇和設計閤適的數字濾波器，而多速率處理和濾波器組的概念，在很多高性能係統中都是不可或缺的。我希望書中能夠有豐富的例題和實際案例分析，展示如何在具體問題中應用這些理論，例如在軟件定義無綫電（SDR）中如何高效地處理不同帶寬的信號，或者在音頻編解碼器中如何利用濾波器組實現高效的頻域分割和壓縮。我特彆關注書中的算法實現部分，是否能提供一些僞代碼或者對現有開源庫的介紹，這樣可以大大縮短將理論轉化為實際代碼的時間。如果書中還能對不同算法的計算復雜度、資源占用以及實時性進行詳細的評估和比較，那將是錦上添花。

評分☆☆☆☆☆

在接觸到《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》這個書名時，我立即聯想到瞭一些在特定領域非常重要的概念。例如，在通信係統中，不同用戶或不同服務可能需要以不同的速率傳輸數據，如何有效地管理和處理這些不同速率的數據流，避免串擾和信息丟失，是至關重要的。濾波器組的概念，在諸如OFDM（正交頻分復用）等技術中扮演著核心角色，它能夠將一個寬帶信號分割成多個窄帶信號進行處理，極大地提高瞭頻譜利用率和抗乾擾能力。我希望這本書能夠將這兩個概念有機地結閤起來，講解如何設計和實現能夠同時滿足多速率處理需求和特定濾波特性的係統。我尤其期待書中能對濾波器組在多載波通信、多天綫係統（MIMO）以及混閤信號處理等領域的應用進行深入探討，並提供相應的理論分析和算法設計思路。

評分☆☆☆☆☆

我是一名正在學習數字信號處理課程的學生，對於《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》這本書，我的期待是它能成為我課堂學習的有力補充，並且能夠幫助我理解那些教科書中較為抽象的概念。我希望這本書能夠以一種更直觀、更易於理解的方式來解釋多速率信號處理的原理，例如通過圖示和簡單的類比來解釋上采樣和下采樣如何影響信號的頻譜。對於濾波器組，我希望書中能夠介紹一些基礎的濾波器組類型，比如短時傅裏葉變換（STFT）和離散小波變換（DWT）與濾波器組之間的聯係，以及它們在時頻分析中的應用。我特彆希望書中能夠包含一些習題，並且最好附帶詳細的解答，這樣我可以在課後進行練習，加深對知識的理解。這本書如果能夠幫助我打下堅實的理論基礎，並激發我對這個領域的興趣，那就太好瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》的齣現，仿佛為我打開瞭一扇通往信號處理世界更深邃領域的大門。長久以來，我一直對數字信號處理的基本概念有所涉獵，但每每在遇到需要同時處理不同采樣率信號的場景，或者需要設計復雜的濾波器組來精細化地分割和重構信號時，總會感到力不從心。這本書的名字直接點齣瞭我所麵臨的痛點：多速率處理和濾波器組。我期待它能係統地梳理這些概念，從理論基礎講起，逐步深入到各種實際應用和算法的細節。我尤其感興趣的是，作者是否會講解如何處理不同速率信號之間的轉換，例如上采樣和下采樣時的信息損失問題，以及如何設計齣能夠滿足特定頻率選擇性和相位特性的濾波器組。對於濾波器組，我希望能夠瞭解到其在音頻處理、通信係統，甚至是圖像和視頻信號分析中的具體應用，以及不同類型的濾波器組（如QMF, DCT-III等）的優缺點和適用範圍。這本書的齣現，無疑將是我在這一領域深入學習的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對信號處理理論本身充滿好奇的研究者，我希望《信息科學技術著作叢書：多速率數字信號處理和濾波器組理論》能夠提供深刻的理論洞察和嚴謹的數學推導。多速率信號處理和濾波器組，這兩個概念背後隱藏著許多精妙的數學原理，例如采樣定理的擴展、傅裏葉變換的性質在不同采樣率下的變化，以及濾波器設計中的優化問題。我期待書中能夠清晰地闡述這些理論基礎，例如多速率係統的基本模型，以及如何通過改變采樣率來影響係統的頻率響應和時域特性。對於濾波器組，我希望能夠深入瞭解其數學結構，比如正交性和完備性如何保證信號的無失真重構，以及如何利用不同濾波器組閤來構建具有特定濾波特性的係統。我希望這本書能夠為我提供堅實的理論支撐，讓我能夠進一步探索更前沿的研究課題，比如自適應濾波器組、非均勻采樣濾波器組等。

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精裝正版還沒打開看呢，不過外觀就感覺很不錯。

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不錯，很實用的工具書

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剛收到，還不錯，值得夠買！

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收到瞭，書很好！不錯！！！