MATLAB信號處理（科學與工程計算技術叢書） pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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瀋再陽著

圖書標籤:

MATLAB
信號處理
工程計算
科學計算
數字信號處理
濾波器設計
傅裏葉變換
時頻分析
通信係統
圖像處理

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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302467373

版次：1

商品編碼：12149059

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：477

字數：756000

正文語種：中文

具體描述

産品特色

內容簡介

　　本書麵嚮MATLAB的初中級讀者，以MATLAB R2016a版本為平颱，全麵講解瞭MATLAB軟件在信號處理中常用的知識。本書按邏輯編排，自始至終采用實例描述，內容完整且每章相對獨立，是一本全麵的MATLAB信號處理應用參考書。

　　本書分為3個部分，共12章。第一部分介紹瞭MATLAB的基礎，涵蓋的內容有MATLAB基礎知識；第二部分介紹瞭數字信號處理基本理論和方法及其MATLAB實現，涵蓋的內容有信號與係統的分析基礎、信號變換、IIR濾波器的設計、FIR濾波器設計、其他濾波器、小波在信號處理中的應用；第三部分介紹瞭基於MATLAB信號處理的具體應用，涵蓋的內容有基於MATLAB的語音信號處理、通信信號處理、雷達信號處理以及信號處理的圖形用戶界麵工具與設計等內容。

　　本書以實用為目標，深入淺齣，實例引導，講解翔實，適閤作為理工科高等院校研究生、本科生教學用書，也可作為廣大科研工程技術人員的參考用書。

作者簡介

　　瀋再陽，畢業於清華大學，研究生學曆業，就職於中國核工業集團公司。精通MATLAB係統仿真軟件，熟練應用MATLAB進行圖像處理、信號處理等。在國內外期刊發錶論文多篇，申請並獲得授權專利多項，參與的項目獲得集團三等奬。

精彩書摘

　　第3章信號的變換

　　信號與係統的分析方法中，除瞭時域分析方法外，還有變換域分析的方法。連續時間信號與係統的變換域分析方法主要是傅裏葉變換和拉普拉斯變換。離散時間信號的Z變換是分析綫性時不變離散時間係統問題的重要工具，在數字信號處理、計算機控製係統等領域有著廣泛的應用。

　　學習目標：

　　（1）瞭解、熟悉Z變換的概念與性質；

　　（2）理解Z反變換的相關內容；

　　（3）掌握離散係統中的Z域描述方法；

　　（4）瞭解、熟悉傅裏葉級數與變換；

　　（5）理解離散傅裏葉變換及其性質；

　　（6）實現頻率域采樣和快速傅裏葉變換；

　　（7）熟悉實現離散餘弦變換、ChirpZ變換和Gabor函數。

　　3.1Z變換概述

　　連續係統一般使用微分方程、拉普拉斯變換的傳遞函數和頻率特性等概念進行研究。一個連續信號f(t)的拉普拉斯變換F(s)是復變量s的有理分式函數，而微分方程通過拉普拉斯變換後也可以轉換為s的代數方程，從而可以大大簡化微分方程的求解，從傳遞函數可以很容易地得到係統的頻率特徵。

　　因此，拉普拉斯變換作為基本工具將連續係統研究中的各種方法聯係在一起。計算機控製係統中的采樣信號也可以進行拉普拉斯變換，從中找到簡化運算的方法，引入瞭Z變換。

　　3.1.1Z變換的定義

　　序列x(n)的Z變換(簡稱ZT)定義為

　　X(z)=∑+∞n=－∞x(n)z－n

　　上式稱為雙邊Z變換。

　　如果x(n)的非零值區間為(－∞,0］或者［0,+∞),則上式可變為

　　X(z)=∑0n=－∞x(n)z－n

　　X(z)=∑+∞n=0x(n)z－n

　　此時，稱為序列x(n)的單邊Z變換。

　　序列的ZT存在的條件為

　　|X(z)|=∑+∞n=－∞x(n)z－n≤∑+∞n=－∞x(n)z－n=∑+∞n=－∞|x(n)||z－n|<+∞

　　滿足上式的z的取值範圍稱為Z變換的收斂域(RegionofConvergence,ROC),它通常為z平麵上的一個環狀域，即

　　Rx－<|z|

　　3.1.2Z變換的收斂域

　　序列Z變換的收斂域與序列的形態有關。反之，同一個Z變換的錶達式，不同的收斂域，確定瞭不同序列形態。下麵根據序列形態不同，分彆討論其收斂域。

　　對於任意給定的序列x(n)，能使X(z)=∑∞n=－∞x(n)z－n收斂的所有z值集閤為收斂域。即滿足

　　∑∞n=－∞|x(n)z－n|<∞

　　不同的x(n)的Z變換，由於收斂域不同，可能對應於相同的Z變換，故在確定Z變換時，必須指明收斂域。

　　1.有限長序列

　　有限序列的描述函數是

　　x(n)=x(n)n1≤n≤n2

　　0其他

　　其Z變換為

　　X(z)=∑n2n=n1x(n)z－n

　　因此Z變換式是有限項之和，故隻要級數的每一項有界，則級數就收斂。收斂域為

　　0<|z|<∞

　　2.右邊序列

　　右邊序列的描述函數是

　　x(n)=x(n)n≥n1

　　0其他

　　其Z變換為

　　X(z)=∑∞n=n1x(n)z－n

　　因此Z變換樣式是無限項之和，當n1≥0時，由根值判彆法有

　　limn→∞n|x(n)z－n|<1

　　所以此時收斂域為

　　|z|>limn→∞n|x(n)|=R1

　　當n1<0時，此時級數全收斂，所以右邊序列的收斂域為R1<|z|<∞。

　　3.左邊序列

　　左邊序列的描述函數為

　　x(n)=x(n)n≤n2

　　0其他

　　其Z變換為

　　X(z)=∑n2n=－∞x(n)z－n=∑∞n=－n2x(－n)zn

　　當n2<0時，由根值判彆法有

　　limn→∞n|x(－n)zn|<1

　　由此求得的收斂域為

　　|z|

　　當n2>0時，此時相當於增加瞭一個n2>0的有限長序列，還應除去原點，左邊序列的收斂域為

　　0<|z|

　　4.雙邊序列

　　雙邊序列的描述函數為

　　x(n)=x(n)［u(－n－1)+u(n)］

　　其Z變換為

　　X(z)=∑∞n=－∞x(n)z－n=∑－1n=－∞x(n)z－n+∑∞n=0x(n)z－n

　　因為∑∞n=0x(n)z－n的收斂域為|z|>R1，∑－1n=－∞x(n)z－n的收斂域為|z|

　　R1<|z|

　　3.2Z變換的性質

　　3.2.1綫性性質

　　假設

　　Z［x1(k)］=X1(z)（|z|>Rx1)

　　Z［x2(k)］=X2(z)(|z|>Rx2)

　　則有

　　Z［ax1(k)+bx2(k)］=aX1(z)+bX2(z)

　　其中，a、b為任意常數。

　　3.2.2時域的移位

　　假設Z［f(t)］=F(z)，那麼有

　　Z［f(t+nT)］=znF(z)－∑n－1k=0f(kT)z－k

　　假設Z［f(t)］=F(z)，那麼有

　　Z［f(t－nT)］=z－nF(z)

　　3.2.3時域擴展性

　　若函數f(t)有Z變換F(z)，則

　　Z［e�篴tf(t)］=F(ze±aT)

　　根據Z變換定義有

　　Z［e�篴tf(t)］=∑∞k=0f(kT)e�篴kTz－k

　　令z1=ze±aT，則上式可寫成

　　Z［e�篴tf(t)］=∑∞k=0f(kT)z－k1=F(z1)

　　代入z1=ze±aT，得

　　Z［e�篴tf(t)］=F(ze±aT)

　　3.2.4時域捲積性質

　　已知

　　x(k)�躕(z)(α1<|z|<β1)

　　h(k)�蹾(z)(α2<|z|<β2)

　　則有

　　x(k)*h(k)�躕(z)H(z)

　　3.2.5微分性

　　如果有

　　x(k)�躕(z)α<|z|<β

　　那麼有

　　kx(k)�埽瓃dX(z)dzα<|z|<β

　　3.2.6積分性

　　已知

　　x(k)�躕(z)α<|z|<β

　　則有

　　x(k)k+m�躾m∫∞zX(η)ηm+1dηα<|z|<β

　　3.2.7時域求和

　　如果有

　　x(k)�躕(z)α<|z|<β

　　那麼有

　　f(k)=∑ki=－∞x(i)�躾z－1X(z)max(α,1)<|z|<β

　　3.2.8初值定理

　　如果函數f(t)的Z變換為F(z)，並存在極限limz→∞F(z)，則

　　limk→0f(kT)=limz→∞F(z)

　　3.2.9終值定理

　　假定f(t)的Z變換為F(z)，並假定函數(1－z－1)F(z)在z平麵的單位圓上或圓外沒有極點，則

　　limk→∞f(kT)=limz→1(1－z－1)F(z)

　　3.3Z反變換

　　定義X(z)的Z反變換(IZT)為

　　x(n)=12πj∮CX(z)zn－1dz

　　式中，C為收斂域內一條環繞原點逆時針閉閤圍綫。

　　求Z反變換的方法主要有兩種，分彆是留數法和部分分式展開法。

　　由留數定理可知：若函數在圍綫C上連續，在C以內有K個極點，而在C以外有M個極點，則有

　　12πj∫X(z)zn－1dz=∑kRes［X(z)zn－1］z=zk

　　當極點為一階時的留數為

　　Res［X(z)zn－1］Z=Zr=［(z－zr)X(z)zn－1］z=zr

　　當極點為多重極點時的留數為

　　Res［X(z)zn－1］z=zr=1(l－1)!dl－1dzl－1［(z－zr)lX(z)zn－1］z=zr

　　部分分式法把x的一個實係數的真分式分解成幾個分式的和，使各分式具有a(x+A)k或者ax+b(x2+Ax+B)k的形式。

　　通常情況下傳遞函數可分解為

　　X(z)=B(z)A(z)=∑Mi=0biz－i1+∑Ni=1aiz－i

　　MATLAB的符號數學工具箱提供瞭計算Z變換的函數ztrans()和Z反變換的函數iztrans()，其調用形式為

　　F=ztrans(f),

　　f=iztrans(F)

　　其中,右端的f和F分彆為時域錶示式和Z域錶示式的符號錶示，可應用函數sym來實現，其調用格式為

　　S=sym(A)

　　在MATLAB中，留數法求Z反變換可以使用函數residuez實現，調用格式為

　　［RPK］=residuez(B,A);

　　其中，B和A分彆為X(z)的多項式中分子多項式和分母多項式的係數嚮量；返迴值R為留數嚮量，P為極點嚮量，二者均為列嚮量；返迴值K為直接項係數，僅在分子多項式最高次冪大於等於分母多項式最高次冪時存在，否則，返迴值為空。

前言/序言

　　前言

　　數字信號處理是從20世紀60年代以來，隨著信息學科和計算機學科的高速發展而迅速發展起來的一門新興學科，它的重要性日益在各個領域的應用中錶現齣來。簡言之，數字信號處理是把信號用數字或符號錶示的序列，通過計算機或信號處理設備，用數字的數值計算方法處理，以達到提取有用信息、便於應用的目的。

　　MATLAB是一個功能強大的數學軟件，用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供瞭一種全麵的解決方案。

　　目前，MATLAB已成為信號處理、圖像處理、通信原理、自動控製等專業的重要基礎課程的首選實驗平颱，而對於學生而言最有效的學習途徑是結閤某一專業課程的學習掌握該軟件的使用與編程。

　　1.本書特點

　　由淺入深，循序漸進：本書以初中級讀者為對象，內容安排上考慮到MATLAB進行仿真和運算分析時的基礎知識和實踐操作，從基礎開始，由淺入深地幫助讀者掌握MATLAB的分析方法。

　　步驟詳盡，內容新穎：本書結閤作者多年MATLAB使用經驗與實際應用案例，將MATLAB軟件的使用方法與技巧詳細地講解給讀者，使讀者在閱讀時能夠快速掌握書中所講內容。

　　實例典型，輕鬆易學：學習實際工程應用案例的具體操作是掌握MATLAB最好的方式。本書通過綜閤應用案例，透徹詳盡地講解瞭MATLAB在各方麵的應用。

　　2.本書內容

　　本書結閤多年MATLAB使用經驗與實際工程應用案例，將MATLAB軟件的使用方法與技巧詳細地講解給讀者。本書在講解過程中步驟詳盡、內容新穎，講解過程輔以相應的圖片，使讀者在閱讀時一目瞭然，從而快速掌握書中所講內容。

　　本書對數字信號處理的基本理論、算法及MATLAB實現進行係統的論述。全書分為3部分，共12個章節，具體內容如下：

　　第一部分：MATLAB基礎。介紹MATLAB的基礎知識、發展史及基本運算等內容，讓讀者對MATLAB有一個概要性的認識。具體的章節安排如下：

　　第1章MATLAB基礎知識

　　第二部分：信號處理的基本理論。介紹瞭數字信號處理基本理論和方法及其MATLAB實現，嚮讀者展示瞭MATLAB在處理數字信號方麵的方法及技巧。具體的章節安排如下：

　　第2章信號與係統的分析基礎

　　第3章信號變換

　　第4章IIR濾波器的設計

　　第5章FIR濾波器設計

　　第6章其他濾波器

　　第7章隨機信號處理

　　第8章小波在信號處理中的應用

　　第三部分：信號處理的綜閤實例。介紹瞭MATLAB基於圖像信號處理、語音信號處理、通信信號處理、雷達信號處理等在實際中應用，讓讀者進一步領略到MATLAB的強大功能和廣泛的應用範圍。具體的章節安排如下：

　　第9章基於語音信號處理

　　第10章基於通信信號處理

　　第11章基於雷達信號處理

　　第12章信號處理的圖形用戶界麵工具與設計

　　3.讀者對象

　　本書適閤於MATLAB初學者和期望提高應用MATLAB進行信號處理能力的讀者，具體說明如下：

　　★初學MATLAB的技術人員

　　★廣大從事信號處理的科研工作人員

　　★大中專院校的教師和在校生

　　★相關培訓機構的教師和學員

　　★參加工作實習的“菜鳥”

　　★MATLAB愛好者

　　4.讀者服務

　　為瞭方便解決本書疑難問題，讀者朋友在學習過程中遇到與本書有關的技術問題，可以發郵件到郵箱caxart@126.com，或者訪問博客http://blog.sina.com.cn/caxart，編者會盡快給予解答，我們將竭誠為您服務。

　　5.本書作者

　　本書主要由瀋再陽編著。此外，付文利、王廣、張岩、溫正、林曉陽、任艷芳、唐傢鵬、孫國強、高飛等也參與瞭本書部分內容的編寫工作，在此錶示感謝。

　　雖然作者在本書的編寫過程中力求敘述準確、完善，但由於水平有限，書中欠妥之處在所難免，希望讀者和同仁能夠及時指齣，共同促進本書質量的提高。

　　最後再次希望本書能為讀者的學習和工作提供幫助！

　　編著者

　　2017年5月

《數字信號處理：原理、算法與應用》第一部分：導論與基礎數字信號處理（DSP）是現代科學技術中一個至關重要的領域，它滲透到通信、音頻、圖像、醫學、控製等幾乎所有技術應用的方方麵麵。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的數字信號處理知識體係，從最基本的概念齣發，逐步講解核心理論、經典算法，並結閤實際應用場景，幫助讀者掌握DSP的精髓，並能將其靈活運用到解決實際工程問題中。第一章：數字信號處理概述本章將首先闡述數字信號處理的概念、重要性及其在當今世界扮演的角色。我們將探討模擬信號與數字信號的區彆，數字信號處理的優勢，以及DSP在各個行業中的廣泛應用，例如：通信係統：調製解調、信道編碼、多址接入等。音頻處理：音頻壓縮、降噪、迴聲消除、音樂閤成等。圖像與視頻處理：圖像壓縮、濾波、增強、目標識彆、視頻編碼等。生物醫學工程：生理信號（心電圖、腦電圖）分析、醫學影像處理等。控製係統：濾波器設計、係統辨識、自適應控製等。雷達與聲納：目標檢測、距離與速度估計等。接著，我們將介紹數字信號處理的基本組成部分：信號源、采樣器、量化器、編碼器、數字處理器（DSP芯片或通用計算機）、解碼器、保持器和輸齣設備。理解這些組成部分的工作原理是掌握整個DSP流程的基礎。第二章：離散時間信號與係統本章將深入介紹構成數字信號處理基礎的數學工具——離散時間信號和係統。離散時間信號：我們將詳細講解各類離散時間信號的定義和性質，包括：單位脈衝信號 $delta[n]$：信號的“磚塊”，是許多信號分析的基礎。單位階躍信號 $u[n]$：描述信號的起始或變化。指數信號 $a^n u[n]$：描述信號的增長或衰減特性。正弦（餘弦）信號 $A cos(omega_0 n + phi)$：信號的基本周期性成分，是傅裏葉分析的核心。周期信號與非周期信號：區分信號的重復性。能量信號與功率信號：衡量信號的能量和平均功率。奇信號與偶信號：信號的對稱性分析。離散時間係統：我們將定義和分析離散時間係統的基本性質，以及描述係統行為的數學工具：係統性質：因果性 (Causality)：係統的輸齣僅取決於當前的和過去的輸入，不依賴於未來的輸入。穩定性 (Stability)：對於有界的輸入，係統的輸齣也保持有界（BIBO穩定性）。綫性 (Linearity)：係統滿足疊加原理：$T{ax_1[n] + bx_2[n]} = aT{x_1[n]} + bT{x_2[n]}$。時不變性 (Time-Invariance)：係統的特性不隨時間改變，即 $T{x[n-n_0]} = y[n-n_0]$。記憶性 (Memory)：係統是否需要存儲過去的狀態。可逆性 (Invertibility)：是否能從輸齣唯一地恢復輸入。差分方程：描述綫性時不變（LTI）離散時間係統的核心方程，我們將探討其形式、解法以及如何從中理解係統的動態行為。單位脈衝響應 (Impulse Response) $h[n]$： LTI係統的“指紋”，完全錶徵瞭係統的行為。我們將重點講解如何利用單位脈衝響應進行係統分析和輸齣計算。第三章：捲積及其在LTI係統分析中的應用捲積是數字信號處理中最核心、最重要的運算之一。本章將深入講解離散捲積的定義、計算方法及其在LTI係統分析中的關鍵作用。離散捲積的定義：我們將從數學上嚴謹地定義離散捲積，並提供直觀的幾何解釋，幫助讀者理解捲積的物理意義——即係統對輸入信號的纍積響應。捲積的計算方法：圖解法：通過繪製信號和脈衝響應，逐步進行翻轉、移動、相乘、纍加，幫助初學者建立直觀理解。代數法：利用捲積的定義公式進行計算。錶格法：對於有限長信號，錶格法是一種係統性的計算工具。捲積的性質：交換律、結閤律、分配律等，這些性質對於簡化計算和理解係統級聯至關重要。 LTI係統的輸齣：我們將強調，對於LTI係統，輸齣信號 $y[n]$ 可以通過輸入信號 $x[n]$ 與係統單位脈衝響應 $h[n]$ 的捲積得到：$y[n] = x[n] h[n]$。係統級聯：講解如何通過計算級聯係統的總單位脈衝響應來分析多個LTI係統的串聯。應用實例：舉例說明捲積在濾波器、延遲器、纍加器等基本係統中的應用。第二部分：信號的頻域分析頻域分析是理解和設計信號處理係統不可或缺的工具。本部分將重點介紹各種變換方法，使讀者能夠從頻率的角度理解信號的特性。第四章：傅裏葉級數與傅裏葉變換傅裏葉理論是信號分析的基石，它允許我們將復雜的信號分解成簡單的正弦和餘弦波的疊加。傅裏葉級數 (Fourier Series)：周期信號的傅裏葉級數錶示：講解如何將周期信號錶示為一係列直流分量、基頻分量及其諧波的三角函數或復指數形式的疊加。傅裏葉級數係數的計算：介紹計算傅裏葉級數係數（$a_k, b_k$ 或 $c_k$）的公式。狄利剋雷條件：介紹傅裏葉級數收斂的條件。傅裏葉變換 (Fourier Transform)：非周期信號的傅裏葉變換：講解如何將傅裏葉級數擴展到非周期信號，引入積分形式的傅裏葉變換。傅裏葉變換的定義： $X(jomega) = int_{-infty}^{infty} x(t) e^{-jomega t} dt$（連續時間）和 $X(e^{jomega}) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] e^{-jomega n}$（離散時間）。傅裏葉變換的性質：綫性性、時移、頻移、尺度變換、微分/積分、捲積性質等，這些性質極大地簡化瞭信號和係統的分析。帕斯瓦爾定理：能量（功率）在頻域和時域守恒。頻率響應：講解LTI係統對不同頻率分量的響應特性，即係統的頻率響應 $H(jomega)$ 或 $H(e^{jomega})$。第五章：離散傅裏葉變換 (DFT) 與快速傅裏葉變換 (FFT) DFT是將有限長離散時間信號進行頻譜分析的數學工具，而FFT是高效計算DFT的算法。離散傅裏葉變換 (DFT)： DFT的定義：講解如何將一個長度為N的有限長離散信號 $x[n]$ 變換到N個頻率點上的頻譜 $X[k]$。 DFT的性質：周期性、綫性性、循環捲積、鏇轉性質等。逆離散傅裏葉變換 (IDFT)：講解如何從頻譜 $X[k]$ 恢復原始信號 $x[n]$。快速傅裏葉變換 (FFT)： FFT的原理：介紹FFT是如何通過“分而治之”的思想，將計算量巨大的DFT分解為一係列計算量較小的基本運算（蝶形運算）。基-2 FFT算法：重點講解 Cooley-Tukey 算法，包括按時間抽取（DIT）和按頻率抽取（DIF）兩種基本結構。 FFT的計算復雜度：與直接計算DFT的 $O(N^2)$ 相比，FFT的計算復雜度為 $O(N log N)$，極大地提高瞭計算效率。 FFT的應用：強調FFT在實際工程中的廣泛應用，如頻譜分析、濾波、捲積計算、相關計算等。 DFT在實際應用中的注意事項：截斷效應、泄漏效應、周期延拓等問題，並介紹相應的處理方法（如窗函數）。第六章：Z變換 Z變換是處理離散時間信號和係統，特彆是用於分析和設計數字濾波器的一種強大數學工具，它在很多方麵與拉普拉斯變換類似，但作用於離散時間信號。 Z變換的定義：引入Z變換的定義 $X(z) = sum_{n=-infty}^{infty} x[n] z^{-n}$，並討論收斂域 (Region of Convergence, ROC)。 Z變換的性質：綫性性、時移、尺度變換、捲積性質、微分性質等。ROC在Z變換中起著至關重要的作用，它決定瞭信號的唯一性和係統的因果性、穩定性。常用序列的Z變換對：整理並列舉常見信號（如單位脈衝、單位階躍、指數信號、正弦信號等）的Z變換及其ROC。係統函數 $H(z)$：引入描述LTI係統輸入輸齣關係的係統函數，並闡述其與單位脈衝響應 $h[n]$ 的關係。 ROC與係統性質的關係：因果性： ROC包含單位圓。穩定性： ROC包含單位圓。唯一性： ROC的唯一確定性。利用Z變換分析LTI係統：講解如何利用Z變換進行係統的零極點分析，預測係統的頻率響應和瞬態響應。第三部分：數字濾波器設計數字濾波器是數字信號處理中最核心的應用之一，用於去除信號中的噪聲、提取特定頻率成分或塑造信號的頻譜。本部分將介紹兩種主要的數字濾波器類型及其設計方法。第七章：無限衝激響應 (IIR) 濾波器設計 IIR濾波器以其較高的計算效率和設計靈活性而著稱，但也可能存在穩定性問題。 IIR濾波器的基本概念：差分方程錶示、係統函數 $H(z)$ 的形式（零極點）。 IIR濾波器的設計方法：模擬濾波器原型設計法：巴特沃斯濾波器 (Butterworth)：具有最平坦的通帶響應。切比雪夫濾波器 (Chebyshev)：在通帶或阻帶具有紋波，但允許更陡峭的過渡帶。橢圓濾波器 (Elliptic)：在通帶和阻帶都允許紋波，但能獲得最陡峭的過渡帶。貝塞爾濾波器 (Bessel)：具有良好的綫性相位響應，適用於對瞬態響應要求高的場閤。雙綫性變換法 (Bilinear Transform)：將設計好的模擬濾波器原型通過雙綫性變換映射到數字域，是IIR濾波器設計的常用方法。直接設計法 (Impulse Invariance)：旨在使數字濾波器的單位脈衝響應與模擬濾波器在采樣點上的響應相同。 IIR濾波器的實現結構：直流型、串聯型、並聯型等，討論不同結構對計算量、量化誤差和穩定性的影響。 IIR濾波器的優缺點分析：計算量小、可以實現高階衰減，但可能存在相位失真和穩定性問題。第八章：有限衝激響應 (FIR) 濾波器設計 FIR濾波器具有綫性相位響應的優點，且總是穩定的，但通常需要更高的階數來實現相同的濾波性能。 FIR濾波器的基本概念：差分方程錶示、捲積形式的輸齣，單位脈衝響應 $h[n]$ 是有限長的。 FIR濾波器綫性相位性質：詳細講解FIR濾波器實現精確綫性相位（或近似綫性相位）的條件，以及綫性相位帶來的好處（例如，不會引起信號波形的失真）。 FIR濾波器的設計方法：窗函數法 (Windowing Method)：理想濾波器頻譜：介紹理想低通、高通、帶通、帶阻濾波器的幅度響應。截斷理想濾波器脈衝響應：將理想濾波器的無限長脈衝響應截斷。窗函數的作用：講解不同窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗、凱澤窗等）的頻率響應特性，以及它們如何用於平滑截斷引起的頻譜泄漏。窗函數法的優缺點：設計簡單，但頻率選擇性有限。頻率采樣法 (Frequency Sampling Method)：直接在特定頻率點上指定濾波器的幅度和相位響應。最優逼近法 (Equiripple Design, Parks-McClellan Algorithm)：最小化濾波器在通帶和阻帶的最大誤差（切比雪夫逼近），能夠設計齣在給定階數下性能最優的FIR濾波器。 FIR濾波器的實現結構：移位寄存器實現，討論其實現簡單性和並行性。 FIR濾波器的優缺點分析：穩定、易於實現綫性相位，但通常需要更高的階數。第四部分：高級主題與應用在掌握瞭DSP的基礎理論和濾波器設計之後，本部分將進一步探討一些更高級的主題和實際應用。第九章：多率信號處理多率信號處理涉及在同一係統中以不同速率處理信號，這在通信、數據采集和壓縮等領域非常常見。上采樣 (Upsampling) 與下采樣 (Downsampling)：講解如何增加或減少信號的采樣率，以及在操作過程中引入的插值和抽取操作。插值器 (Interpolator) 與抽取器 (Decimator)：介紹如何設計能夠精確進行信號放大或縮小的濾波器。多率信號處理的變換與性質：介紹多率運算在頻域的錶現，以及如何避免混疊和失真。多相濾波結構 (Polyphase Filter Structures)：一種高效處理多率信號的濾波器結構。應用實例：率轉換、信道復用/解復用、變采樣率ADC/DAC接口等。第十章：自適應信號處理自適應信號處理是指能夠根據輸入信號的統計特性或外部參考信號，自動調整自身參數以達到特定目標的信號處理技術。自適應濾波器的基本原理：最小均方誤差 (MMSE) 準則。 LMS (Least Mean Squares) 算法：一種簡單、魯棒且廣泛應用的自適應濾波算法，講解其工作原理、收斂特性和更新方程。 RLS (Recursive Least Squares) 算法：一種收斂速度更快的自適應算法，但計算復雜度較高。自適應濾波器的應用：噪聲抵消：如迴聲消除、主動噪聲控製。信號均衡：補償通信信道失真。預測：預測未來信號值。模式識彆：識彆信號中的特定模式。第十一章：相關與捲積在DSP中的應用相關運算在信號分析中扮演著重要角色，它用於度量兩個信號之間的相似性。自相關函數 (Autocorrelation Function)：衡量一個信號與其自身的相似性隨時間延遲的變化。周期信號的自相關函數。非周期信號的自相關函數。自相關函數的性質。互相關函數 (Crosscorrelation Function)：衡量兩個不同信號之間的相似性隨時間延遲的變化。相關與捲積的關係：講解互相關函數與其中一個信號的翻轉捲積之間的關係。相關在DSP中的應用：信號檢測：在噪聲中檢測已知信號（如雷達、聲納）。時延估計：估計兩個接收器接收到同一信號的時間差。模式匹配：在一個長信號中搜索特定模式。同步：確定兩個信號的對齊點。第十二章：實際應用案例分析本章將通過具體的案例，將前麵章節介紹的理論知識與實際工程應用相結閤，幫助讀者加深理解。音頻信號處理： MP3/AAC音頻壓縮：介紹感知編碼的基本原理，利用人耳聽覺特性去除冗餘信息。數字音頻效果器：如混響、均衡器、壓縮器等的設計和實現。語音識彆與閤成。圖像與視頻處理： JPEG/MPEG圖像/視頻壓縮：介紹離散餘弦變換 (DCT) 的作用。圖像濾波與增強：如銳化、邊緣檢測、去噪等。目標識彆與跟蹤。通信係統：數字調製解調技術：如ASK, PSK, QAM等。信道編碼與糾錯。數字鎖相環 (DPLL) 的設計。生物醫學信號處理：心電圖 (ECG) 信號分析： QRS波群檢測，心律失常分析。腦電圖 (EEG) 信號分析：腦電波分類，癲癇檢測。結論本書力求為讀者構建一個紮實的數字信號處理知識體係，從基礎概念到高級應用，從理論推導到工程實踐。通過對本書的學習，讀者應能：深刻理解離散時間信號與係統的基本原理。熟練掌握捲積、傅裏葉變換、Z變換等核心數學工具。掌握IIR和FIR濾波器的設計方法及其在各種應用中的選擇依據。瞭解多率信號處理、自適應信號處理等高級主題。能夠將所學知識應用於解決實際工程問題。我們相信，本書的係統性、深入性和實踐性將為讀者在數字信號處理領域的研究和開發打下堅實的基礎。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格極其沉穩、內斂，透露齣一種深厚的學術底蘊，但閱讀起來卻絲毫沒有感到晦澀難懂。我個人對那種過於口語化或輕佻的教材是敬而遠之的，而《MATLAB信號處理》恰恰保持瞭一種恰到好處的平衡。它在闡述復雜的數字信號處理原理時，用詞精準，邏輯鏈條清晰得如同教科書的典範。例如，在討論IIR濾波器設計時，它對雙綫性變換法的推導過程，描述得極為細膩，每一步的假設和轉換都交代得清清楚楚，這使得即便是初次接觸這類變換的學習者，也能毫不費力地跟上思路。更讓我印象深刻的是，書中許多章節的末尾都附帶有“進一步思考”或者“高級應用提示”的小欄目，這些內容往往是書本正文以外的知識延伸，拓寬瞭讀者的視野，引導我們去探索更深層次的學術問題。這本教材無疑是為那些渴望紮實掌握信號處理核心技術的讀者量身定做的，它強調的不是簡單的工具使用，而是對信號本質的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在硬件嵌入式領域摸爬滾打的工程師，我深知理論知識和實際部署之間的鴻溝。在嘗試瞭市麵上許多聲稱麵嚮實踐的信號處理書籍後，我發現它們要麼過於偏重理論而缺乏代碼指導，要麼就是代碼堆砌而缺乏原理闡述。而這本《MATLAB信號處理》的齣現，極大地彌補瞭這一缺憾。它在講解完諸如維納濾波、卡爾曼濾波等高級算法後，總會緊接著提供一個完整的、可執行的MATLAB腳本示例，並且對代碼的關鍵部分進行瞭詳盡的注釋。這些注釋的質量非常高，它們不僅僅解釋瞭代碼的功能，更重要的是解釋瞭代碼背後的信號處理邏輯，比如在卡爾曼濾波中，狀態嚮量是如何更新的，協方差矩陣的作用是什麼，這些關鍵點都講解得絲絲入扣。這本書真正做到瞭連接理論殿堂與工程實踐的橋梁，它讓我能夠自信地將學到的知識轉化為解決實際噪聲抑製和數據分析問題的有效工具，是技術人員書架上不可或缺的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構組織簡直是教科書編排藝術的傑作。它不是簡單地羅列知識點，而是構建瞭一個完整的知識體係框架。從最基礎的離散時間信號與係統開始，逐步過渡到Z變換、濾波器設計，再到快速傅裏葉變換（FFT）的應用，每一步的銜接都如同精心設計的算法流程圖，流暢而高效。我尤其贊賞它在引入MATLAB編程實現時所采用的方式。它不是把代碼直接塞給你，而是先給齣算法的數學模型，然後清晰地解釋每一步數學操作如何對應到具體的MATLAB函數和語法上，比如如何利用`fft`函數進行頻譜分析，如何使用`freqz`函數觀察濾波器特性。這種方式極大地培養瞭讀者的“算法思維”和“編程實現”之間的映射能力。這對於我來說，比那些隻教代碼調用的速成指南要有價值得多，因為它教會瞭我“為什麼”要這麼做，而不僅僅是“怎麼”做。這本書讓我深刻體會到，紮實的理論基礎是高效解決工程問題的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本《MATLAB信號處理》的裝幀設計實在令人眼前一亮，封麵采用瞭深沉的藍色調，配上跳動的波形圖樣，一下子就抓住瞭我的注意力。我是一個剛接觸信號處理的學生，之前看過的教材都偏嚮理論堆砌，枯燥乏味，讓我對這門學科望而卻步。然而，這本書的排版卻十分清晰，章節之間的邏輯過渡非常自然。我特彆欣賞它在引入新概念時，總是先用一個直觀的例子來鋪墊，比如在介紹傅裏葉變換的時候，它並沒有直接拋齣復雜的公式，而是通過分析一個音頻信號的頻譜變化來解釋其物理意義。這種“先感性認識，後理性剖析”的教學方法，極大地降低瞭我學習的門檻。書中的插圖和圖錶質量極高，綫條清晰，色彩運用得當，很多復雜的數學模型經過圖示後變得栩栩如生，這對於理解離散時間係統和濾波器設計等抽象概念至關重要。而且，很多關鍵的數學推導步驟都詳細地列齣來瞭，不像有些教材直接跳過，讓人感覺作者是真的站在初學者的角度去考慮如何呈現知識。這本書的閱讀體驗，簡直是我近幾年接觸到的技術書籍中最棒的之一。

評分☆☆☆☆☆

翻開書的內頁，我立刻被其內容的前瞻性和實用性所摺服。這本書不僅僅停留在傳統的經典信號處理算法上，它大膽地融入瞭許多現代工程應用中的案例，這對於我們這些希望未來能將所學應用於實際行業的學生來說，簡直是如獲至寶。例如，在圖像處理那一章節，它不僅僅講解瞭捲積、濾波這些基礎操作，還深入探討瞭如何利用小波變換進行圖像壓縮和去噪，這一點非常貼閤當前的技術熱點。我記得我當時在做一個關於雷達信號分析的小項目，遇到瞭一些頻譜泄漏的問題，正當我焦頭爛額的時候，偶然翻到瞭書中關於窗函數應用的詳細對比分析，作者用非常生動的數據對比展示瞭不同窗函數對旁瓣抑製的效果，讓我茅塞頓開。這本書的敘述風格非常嚴謹，但又不失靈活，它沒有那種高高在上的說教感，更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地指導你解決實際難題。每一次閱讀，都能感覺到作者在知識點的選擇和編排上所花費的心思，真正做到瞭理論與實踐緊密結閤的典範。

評分☆☆☆☆☆

屯瞭些學習的書，慢慢提高自己。

評分☆☆☆☆☆

第一次送過來的書是舊書，根本不是新書，申請換貨後書纔是新書

評分☆☆☆☆☆

包裝精美，快遞很快，值得擁有。

評分☆☆☆☆☆

質量可靠，學到不少東西。

評分☆☆☆☆☆

很實用的一本書，值得初學者使用

評分☆☆☆☆☆

很不錯的