數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版） [Digital Signal Processing Using MATLAB(Third Edition)] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Vinay，K.Ingle，John，G.Proakis 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• MATLAB
• 信號處理
• 第三版
• 英文教材
• 通信工程
• 電子工程
• 數學
• 高等教育
• 工程技術
• 算法

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030326287

版次：3

商品編碼：11881132

包裝：平裝

叢書名： 國外信息科學與技術經典圖書係列

外文名稱：Digital Signal Processing Using MATLAB(Third Edition)

開本：16開

齣版時間：2012-01-01

用紙：膠版紙###

內容簡介

　　《數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版）》介紹瞭MATLAB在數字信號處理中的應用，包括時分信號與係統、時分傅裏葉變換、z變換、離散傅裏葉變換、離散時間濾波器實現、FIR濾波器設計、HR濾波器設計以及采樣率轉換等內容。《數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版）》通過使用MATLAB這一“動態實驗室”幫助讀者提高解決問題的能力和嚴謹思維的能力。

內頁插圖

目錄

PREFACE
1 INTRODUCTION
1．1 Overview of Digital Signal Processing
1．2 A Brief Introduction to MATLAB
1．3 Applications of Digital Signal Processing
1．4 Brief Overview of the Book

2 DISCRETE—TIME SIGNALS AND SYSTEMS
2．1 Discrete—time Signals
2．2 Discrete Systems
2．3 Convolution
2．4 Difference Equations
2．5 Problems

3 THE DISCRETE—TIME FOURIER ANALYSIS
3．1 The Discrete—time Fourier Transform （DTFT）
3．2 The Properties of the DTFT
3．3 The Frequency Domain Representation of LTISystems
3．4 Sampling and Reconstruction of Analog Signals
3．5 Problems

4 THE z—TRANSFORM
4．1 The Bilateral z—Transform
4．2 Important Properties of the z—Transform
4．3 Inversion of the z—Transform
4．4 System Representation in the z—Domain
4．5 Solutions of the Difference Equations
4．6 Problems

5 THE DISCRETE FOURIER TRANSFORM
5．1 The Discrete Fourier Series
5．2 Sampling and Reconstruction in the z—Domain
5．3 The Discrete Fourier Transform
5．4 Properties of the Discrete Fourier Transform
5．5 Linear Convolution Using the DFT
5．6 The Fast Fourier Transform
5．7 Problems

6 IMPLEMENTATION OF DISCRETE—TIME FILTERS
6．1 Basic Elements
6．2 IIR Filter Structures
6．3 FIR Filter Structures
6．4 Lattice Filter Structures
6．5 Overview of Finite—Precision Numerical Effects
6．6 Representation of Numbers
6．7 The Process of Quantization and Error Characterizations
6．8 Quantization of Filter Coefficients
6．9 Problems

7 FIR FILTER DESIGN
7．1 Preliminaries 304
7．2 Properties of Linear—phase FIR Filters
7．3 Window Design Techniques
7．4 Frequency Sampling Design Techniques
7．5 Optimal Equiripple Design Technique
7．6 Problems

8 IIR FILTER DESIGN
8．1 Some Preliminaries
8．2 Some Special Filter Types
8．3 Characteristics of Prototype Analog Filters
8．4 Analog—to—Digital Filter Transformations
8．5 Lowpass Filter Design Using MATLAB
8．6 Frequency—band Transformations
8．7 Problems

9 SAMPLING RATE CONVERSION
9．1 Introduction
9．2 Decimation by a Factor D
9．3 Interpolation by a Factor I
9．4 Sampling Rate Conversion by a Rational Factor I／D
9．5 FIR Filter Designs for Sampling Rate Conversion
9．6 FIR Filter Structures for Sampling Rate Conversion
9．7 Problems

10 ROUND—OFF EFFECTS IN DIGITAL FILTERS
10．1 Analysis of A／D Quantization Noise
10．2 Round—off Effects in IIR Digital Filters
10．3 Round—off Effects in FIR Digital Filters
10．4 Problems
BIBLIOGRAPHY

前言/序言

　　From the beginning of the 1980s we have witnessed a revolution in computer technology and an explosion in user-friendly applications. This revolution is still continuing today with low-cost personal computer systems that rival the performance of expensive workstations. This technological prowess should be brought to bear on the educational process and， in particular， on effective teaching that can result in enhanced learning. This companion book on digital signal processing (DSP) makes a small contribution toward reaching that goal.The teaching methods in signal processing have changed over the years from the simple "lecture-only" format to a more integrated "lecture-laboratory" environment in which practical hands-on issues are taught using DSP hardware. However， for effective teaching of DSP the lecture component must also make extensive use of computer-based explanations，examples， and exercises. For the past several years， the MATLAB soft-ware developed by The Math Works， Inc. has established itself as the defacto standard for numerical computation in the signal-processing community and as a platform of choice for algorithm development. There are several reasons for this development， but the most important reason is that MATLAB is available on practically all-computing platforms. In this book we have made an attempt at integrating MATLAB with traditional
　　topics in DSP so that it can be used to explore difficult topics and solve problems to gain insight. Many problems or design algorithms in DSP
　　require considerable computation. It is for these that MATLAB provides a convenient tool so that many scenarios can be tried with ease. Such an approach can enhance the learning process.

數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版） 一本深入探索數字信號處理理論、方法與實用技術的經典著作 數字信號處理（DSP）已成為現代科技領域不可或缺的核心技術，其應用滲透到通信、音頻、圖像、醫療、控製等各個方麵。理解並掌握DSP的原理與技術，對於每一位投身科技研發、工程實踐的專業人士和學生都至關重要。本書，《數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版）》，正是這樣一本旨在為讀者提供全麵、深入且實用的DSP知識體係的權威教材。它不僅係統地闡述瞭DSP的理論基礎，更巧妙地將MATLAB這一強大的工程計算軟件融入其中，通過豐富的實例和代碼演示，極大地降低瞭學習門檻，提升瞭學習效率，使抽象的理論變得觸手可及。 本書第三版是在前兩版成功基礎上，根據DSP領域的最新發展和教學實踐反饋進行全麵更新和修訂的成果。相較於前版，第三版在內容編排、理論深度、算法實現以及MATLAB工具箱的應用等方麵都進行瞭顯著的提升，以期更好地滿足當前讀者日益增長的學習需求。其核心目標在於，不僅要讓讀者理解“是什麼”，更要讓讀者掌握“怎麼做”，並深刻理解“為什麼”。 內容深度與廣度：係統構建DSP知識框架 本書的結構設計精巧，從最基礎的信號與係統概念入手，逐步深入到數字信號處理的各個核心分支。 基礎理論奠基： 開篇即對連續時間信號與係統、離散時間信號與係統進行瞭清晰界定和深入分析。讀者將在此章節掌握信號的基本屬性（如周期性、奇偶性、能量與功率）、係統的基本性質（如綫性、時不變性、因果性、穩定性），以及傅裏葉級數、傅裏葉變換、拉普拉斯變換等描述信號頻域特性的基本工具。這些基礎概念的牢固掌握，是後續所有DSP知識構建的基石。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是連接時域和頻域的橋梁，而FFT則是實現DFT高效計算的關鍵算法。本書詳細闡述瞭DFT的定義、性質及其在頻譜分析中的重要作用。隨後，重點介紹瞭各種FFT算法，如Cooley-Tukey算法，並對其計算復雜度進行瞭分析。通過MATLAB的FFT函數，讀者將能夠直觀地觀察和理解信號的頻譜特性，例如周期信號的離散頻譜、非周期信號的連續頻譜等。 Z變換及其性質： Z變換是處理離散時間係統的強大工具，尤其在分析因果、穩定和高階係統時更為有效。本書詳盡講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）以及其重要的性質，如綫性性、時移性、捲積性質等。此外，還將Z變換與傳遞函數聯係起來，為理解係統的頻率響應和穩定性分析奠定基礎。 離散時間係統的分析與設計： 這是DSP的核心部分之一。本書深入探討瞭兩種主要的離散時間係統錶示方法：差分方程（時域）和傳遞函數（頻域）。讀者將學習如何通過分析係統的衝激響應和頻率響應來理解係統的行為。更重要的是，本書將引導讀者學習如何設計滿足特定要求的數字濾波器。 數字濾波器設計： 濾波器是DSP中最廣泛應用的工具之一，用於選擇性地保留或抑製信號的特定頻率分量。本書詳細介紹瞭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。 IIR濾波器設計： 讀者將學習如何從模擬濾波器設計技術（如Butterworth、Chebyshev、Elliptic）遷移到數字IIR濾波器設計。本書會詳細介紹雙綫性變換法和脈衝響應不變法等常用設計方法，並通過MATLAB的`filterDesign`工具箱演示如何具體實現這些濾波器的設計。 FIR濾波器設計： FIR濾波器因其綫性相位特性而在許多應用中具有優勢。本書將重點介紹幾種常用的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。讀者將瞭解不同窗函數的特性以及它們對濾波器頻率響應的影響，並通過MATLAB代碼實踐濾波器設計。 功率譜估計： 信號的功率譜描述瞭信號功率在頻率上的分布，是分析隨機信號的重要手段。本書介紹瞭多種功率譜估計方法，包括經典的周期圖法，以及更先進的現代譜估計方法，如Yule-Walker法（AR模型）、Burg法（AR模型）以及Minimum Variance Distortionless Response (MVDR)等。通過MATLAB的譜估計工具，讀者可以對不同信號進行譜分析，洞察其潛在的頻率成分。 多速率信號處理： 在許多實際應用中，信號需要在不同的采樣率之間進行轉換，這就需要多速率信號處理技術。本書介紹瞭采樣率的升降（插值與抽取）的基本原理和實現方法，以及相關的濾波器設計。例如，在數字通信和音頻處理中，多速率信號處理的應用隨處可見。 應用領域與實例： 除瞭理論和方法論，本書還通過一係列精心挑選的實際應用案例，展示瞭DSP的強大威力。這些案例可能涵蓋但不限於： 音頻信號處理： 如音頻編碼、噪聲抑製、語音識彆的初步探索。 圖像處理： 如圖像濾波、邊緣檢測、圖像壓縮的基本原理。 通信係統： 如數字調製解調、信道均衡的簡化模型。 生物醫學信號處理： 如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）信號的分析。 控製係統： 數字控製器設計中的一些基本概念。 MATLAB的集成應用：理論與實踐的完美結閤 本書最大的亮點之一在於其對MATLAB的深度融閤。MATLAB作為一款功能強大、易於使用的工程計算軟件，在DSP領域扮演著至關重要的角色。本書的每一章節都盡可能地整閤瞭MATLAB的實踐環節，通過以下方式來實現理論與實踐的無縫對接： 算法實現與仿真： 對於各種DSP算法，本書都提供瞭相應的MATLAB代碼示例，讀者可以運行這些代碼，觀察仿真結果，並對其進行修改和實驗。例如，在學習FFT時，讀者可以利用MATLAB的`fft`函數計算信號的頻譜；在學習濾波器設計時，可以利用`designfilt`函數或具體的濾波器設計函數來生成濾波器係數，並用`filter`函數對信號進行濾波。 可視化工具的應用： MATLAB強大的圖形用戶界麵（GUI）和繪圖功能，使得DSP中的許多抽象概念變得可視化。本書鼓勵讀者利用MATLAB繪製信號的時域波形、頻域特性麯綫（幅度譜、相位譜）、係統的零極點圖、頻率響應圖等，從而更直觀地理解信號和係統的行為。 DSP工具箱的介紹與使用： MATLAB提供瞭專門的DSP工具箱，其中包含瞭大量用於信號處理、濾波器設計、譜分析、多速率信號處理等的函數和應用程序。本書會適時地介紹和引導讀者使用這些強大的工具箱，讓讀者能夠更高效地完成復雜的DSP任務。 案例分析與項目實踐： 許多章節都附帶瞭小型項目或詳細的案例分析，引導讀者將所學知識應用於解決實際問題。這些案例不僅鞏固瞭理論知識，也培養瞭讀者的工程實踐能力和問題解決能力。 本書的讀者對象與價值 《數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版）》適閤廣泛的讀者群體，包括但不限於： 電子工程、通信工程、計算機科學、自動化等相關專業的本科生和研究生： 作為DSP課程的教材或參考書，本書能夠幫助學生係統地學習DSP的核心理論，並掌握將其應用於實際問題的能力。 從事通信、音頻、視頻、控製、醫療電子等領域的工程師和研究人員： 本書提供瞭豐富的實用技術和MATLAB實現方法，能夠幫助他們快速掌握DSP技術，並將其應用於自己的研發工作中。 對數字信號處理感興趣的自學者： 本書清晰的講解、豐富的實例和MATLAB的輔助，為自學者提供瞭一條高效的學習路徑。 總結 《數字信號處理：應用MATLAB（第3版 英文影印版）》是一部集理論嚴謹性、內容全麵性、實踐指導性於一體的DSP經典著作。它通過深入淺齣的講解和MATLAB的強大輔助，將抽象的數字信號處理理論轉化為可操作的工程技術，為讀者打開瞭通往廣闊DSP應用領域的大門。無論您是初學者還是有一定基礎的專業人士，本書都將是您學習和掌握數字信號處理技術的寶貴資源。通過本書的學習，您將不僅能夠深刻理解數字信號處理的奧秘，更能熟練運用MATLAB這一強大的工具，在科技創新的浪潮中乘風破浪。

評分☆☆☆☆☆

在深入閱讀之前，我對本書的目錄進行瞭初步的瀏覽，其章節安排的邏輯性給我留下瞭深刻的印象。從基礎概念的引入，例如離散時間信號與係統，到傅裏葉變換的各種形式及其應用，再到濾波器設計、采樣理論等核心主題，內容循序漸進，難度逐步提升，非常適閤從入門到進階的學習者。特彆是關於MATLAB在信號處理中的應用，書中並非隻是簡單地列舉代碼，而是將理論與實踐緊密結閤，通過大量的實例演示，將抽象的概念具象化，使得學習過程更加生動有趣。我注意到書中特彆強調瞭MATLAB的 Simulink 模塊，這對於那些希望進行係統級仿真的讀者來說，無疑是一個巨大的亮點。 Simulink 提供瞭一個圖形化的環境，可以直觀地構建和測試信號處理係統，這對於理解復雜的算法流程和係統交互非常有幫助。此外，該書似乎還包含瞭一些關於現代信號處理技術，如自適應濾波器和多速率信號處理的內容，這錶明其內容涵蓋的範圍相當廣泛，足以滿足不同研究方嚮和應用需求。

評分☆☆☆☆☆

翻開正文，首先被吸引住的是書中圖錶的精美程度。無論是信號的時域波形圖，還是頻譜分析的頻率響應圖，亦或是濾波器設計的伯德圖，都繪製得清晰、準確且美觀。這些圖錶不僅僅是作為文字的輔助，更像是一種獨立的語言，能夠直觀地揭示信號的內在規律和係統的特性。我尤其喜歡書中對於一些關鍵概念的圖解，例如捲積運算的直觀演示，或者Z變換的幾何解釋，這些圖示極大地降低瞭理解的難度，讓我能更快地把握核心要義。另外，書中對MATLAB代碼的排版也十分考究，每一段代碼都清晰地縮進，關鍵詞和變量的顔色區分也恰到好處，使得代碼的閱讀和理解效率大大提高。甚至連注釋都寫得非常詳盡，解釋瞭代碼的每一部分功能，使得即使是MATLAB新手，也能在參考這些示例代碼的基礎上，逐步掌握編程技巧。這種對細節的關注，充分體現瞭作者的專業性和教學上的嚴謹態度。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個長期從事信號處理相關工作的從業者而言，一本優秀的參考書不僅要有紮實的理論基礎，更要緊貼實際應用。這本書在這一點上做得尤為齣色。書中不僅深入講解瞭各種信號處理算法的原理，還通過大量貼近工程實際的案例，展示瞭這些算法在諸如通信、音頻、圖像處理等領域的具體應用。例如，書中對於FFT（快速傅裏葉變換）的應用解析，不僅僅停留在理論層麵，而是詳細介紹瞭如何在實際係統中利用FFT進行頻譜分析、噪聲去除等，並提供瞭相應的MATLAB代碼示例。我特彆關注瞭書中關於短時傅裏葉變換（STFT）和梅爾頻率倒譜係數（MFCC）的章節，這些在語音信號處理領域是至關重要的工具，能夠指導我更好地進行語音識彆和音頻分析。通過對這些章節的學習，我能夠將書中的知識體係化，並快速遷移到我的實際工作中，解決遇到的技術難題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的英文原版封麵設計簡潔而現代，封麵上“Digital Signal Processing Using MATLAB”幾個大字躍然紙上，副標題“Third Edition”則錶明瞭其更新迭代的程度，讓人對其中內容的最新性充滿瞭期待。當我拿到這本厚重的影印版時，首先感受到的是紙張的質感，厚實且帶有微微的磨砂感，翻閱時不會有廉價的滑膩感，這對於長期捧讀的讀者來說，是一種舒適的觸感體驗。印刷清晰度很高，即使是復雜的公式和密集的代碼，也能辨認得一清二楚，黑白分明的頁麵布局也使得閱讀過程更加流暢，沒有絲毫的費力。頁邊距的設計也比較閤理，既有足夠的空間供我進行批注和標記，又不會顯得頁碼冗雜，整體給人一種專業、嚴謹又不失人性化的感覺。我尤其欣賞其封麵的配色，沉穩而不失活力，恰到好處地傳遞瞭數字信號處理這一領域既有深度又充滿創造性的特質。這本書擺在書架上，無疑會成為一個引人注目的存在，每一次目光掃過，都能勾起我深入探索其中奧秘的欲望。

評分☆☆☆☆☆

這本書作為一本英文影印版，其原汁原味的內容和嚴謹的學術風格是其最大的魅力所在。雖然語言是英文，但其清晰的錶述和豐富的插圖，使得理解起來並不費力，反而能夠從中體會到原作者的思維邏輯和專業錶達方式。我發現書中使用的術語和概念，都是當前信號處理領域最權威和標準的用法，這對於我保持學術上的同步性非常有益。同時，英文版通常在學術研究和工程實踐中具有更廣泛的參考價值，能夠接觸到最新的研究動態和前沿技術。我看到書中引用瞭許多經典的文獻和前沿的論文，這為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。總而言之，這本《Digital Signal Processing Using MATLAB (Third Edition)》不僅僅是一本教材，更是一部承載著豐富知識和前沿思想的寶貴文獻，對於任何希望在數字信號處理領域有所建樹的讀者來說，都是不可多得的佳作。