數字信號處理及其應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

劉小河 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 譜分析
• 圖像處理
• 應用

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111583967

版次：1

商品編碼：12305709

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

用紙：膠版紙

頁數：207

內容簡介

本書主要講述數字信號處理的基本理論和方法，同時又簡明地介紹現代信號處理方法的基本概念和思路（例如時頻分析和小波分析的概念和方法初步），還給齣一些應用性較為廣泛的數字信號處理方法（例如現代譜分析、維納濾波等），便於學生在熟悉數字信號處理基本理論的基礎上，瞭解現代信號處理方法的概念，並能夠對某些領域的應用較為深入地瞭解。本書可作為自動化、電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、測控技術等專業的研究生及高年級本科生教材。

目錄

前言
第1章緒論
1.1數字信號處理
1.1.1數字信號處理係統的基本組成
1.1.2數字信號處理的優點
1.2數字信號處理研究的內容
1.2.1離散綫性係統的基本理論
1.2.2信號的離散正交變換及
快速算法
1.2.3數字濾波器的設計
1.2.4隨機信號的處理
1.2.5連續信號的采集與重構
1.3數字信號處理的應用
1.3.1電子測量與儀器
1.3.2現代通信
1.3.3語音與圖像處理
1.3.4生物醫學信號處理
1.3.5控製及自動化
1.4數字信號處理理論發展的
曆史迴顧
第2章離散信號和離散係統
2.1離散信號
2.1.1離散信號的概念
2.1.2典型離散信號
2.1.3離散信號的分類
2.1.4離散信號的運算和變換
2.2離散係統
2.2.1 離散係統的輸入一輸齣描述 ’
2.2.2離散係統的分類 ’
2.3綫性時不變離散係統的時域分析
2.3.1綫性差分方程的求解
2.3.2 LTI離散係統的抽樣響應
2.3.3 LTI離散係統對任意輸入的
零狀態響應：捲積和
2.3.4 LTI離散係統的穩定性
2.4連續信號的采樣 ’
2.4.1信號的采樣過程 。
2.4.2采樣定理及A-D轉換
2.4.3由樣本序列重構模擬信號
本章小結
習題
第3章z變換
3.1 z變換及其性質
3.1.1 z變換的定義和收斂域
3.1.2常用z變換
3.1.3 z變換的性質
3.2 z逆變換
3.2.1冪級數展開法求z逆變換
3.2.2部分分式展開法求z逆變換
3.2.3圍綫積分法求z逆變換
3.3 復捲積定理和帕斯瓦爾定理
3.3.1復捲積定理
3.3.2帕斯瓦爾定理
本章小結 。
習題
第4章綫性時不變離散係統的變換域
分析
4.1綫性時不變離散係統的z域分析
4.1.1用z變換求解差分方程
4.1.2係統函數H(z)
4.1.3離散係統的穩定性
4.2 1綫性時不變離散係統的頻域分析
4.2.1 綫性時不變離散係統的頻率
特性
4.2.2頻率響應的幾何確定
4.2.3理想低通濾波器
4.2.4全通係統
4.3綫性時不變離散係統的基本結構
4.3.1 無限長衝激響應係統的基本
結構
4.3.2有限長衝激響應係統的基本
結構
4.3.3離散係統的Lattice結構
第5章數字濾波器設計
第6章離散傅裏葉變換及快速算法
第7章信號處理中的其他常用正交變換
第8章隨機信號處理
第9章功率譜估計
第10章非平穩信號的時頻分析和小波分析初步
參考文獻

前言/序言

數字信號處理已經成為電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、自動化、測控技術等本科專業及信號與信息處理、電子科學與技術、控製科學與工程等研究生學科的重要專業基礎課之一，由於該門課程既涉及離散信號與係統的理論，又涉及信號處理的重要方法，一直是一門具有較大學習難度的課程。對初次接觸該領域的學生來說，一本閤適的教學參考書對課程的學習具有較大的幫助。
目前齣版的數字信號處理教材種類繁多，其中很多優秀的教材具有鮮明的特色。從層次上來看，大體可分為適閤本科生使用的教材及適閤研究生使用的教材。本科生層次的教材多是麵嚮電子信息類專業編寫的，一般重點介紹離散係統的基本理論與方法、數字濾波器設計和快速傅裏葉變換的基本方法，對現代信號分析與處理的內容較少涉及。研究生層次的教材麵嚮對象較廣，多數教材一般主要介紹現代信號處理方法的若乾內容。對於本科已經學習過的數字信號處理的基本理論和方法，一般僅做概要介紹。
作者十餘年來一直給檢測技術與自動化裝置、微電子學、電路與係統、控製理論與控製工程等學科的研究生及控製工程專業學位的研究生講授“數字信號處理”課程，很多研究生本科階段沒有學習過信號處理類的課程，甚至對信號與係統的基本概念也瞭解甚少。這些專業的研究生一般希望在學習瞭數字信號處理基本理論的基礎上，能夠在應用層麵瞭解相關領域現代方法的應用，以便盡快進入研究領域，這就需要與之配套的教學參考書。其實，對於計算機科學與技術、自動化、測控技術等本科專業的高年級學生，也同樣有一個如何在掌握數字信號處理基本理論框架的基礎上，瞭解一些現代信號處理的方法，以適應現代科學技術發展需要的問題。編者在講授課程的過程中，廣泛參考瞭國內外相關教材，編寫瞭相關講義，在北京市教學名師專項資金的資助下，對如何處理好基本理論、現代方法、工程應用的關係進行瞭探索，形成瞭自己的特色。在此基礎上形成本書並奉獻給讀者。
本書的特點是自成體係，既嚴謹地講述數字信號處理的基本理論和方法，又簡明地介紹現代信號處理方法的基本概念和思路（例如時頻分析和小波分析的概念和方法初步），還給齣一些應用性較為廣泛的數字信號處理方法（例如現代譜分析、維納濾波等），便於學生在熟悉數字信號處理基本理論的基礎上，瞭解現代信號處理方法的概念，並能夠對某些領域的應用有較為深入的瞭解，便於在某些研究領域中使用數字信號處理方法盡快開展研究工作。
本書對數字信號處理在控製工程中的應用給予特彆的關注，這是以往同類教材中不多見的。
為瞭適閤本科生的學習，本書對基本理論的某些內容適當降低瞭難度，並通過適當的例子幫助學生理解某些重要的概念。對於本科生的學習，可以在學習前6章的基礎上，結閤專業特點選擇後4章的部分內容進行介紹，對於研究生，學完本書的全部內容可以為從事數字信號處理相關研究工作打下一個初步的基礎。
本書可作為控製科學與工程、測試科學與技術、電氣工程等學科研究生數字信號處理課程的參考教材，也可作為電子信息工程、通信工程、自動化、測控技術等本科專業數字信處理課程的教學參考書，對高校教師和工程技術人員，本書也有較好的參考價值。
本書的齣版得到瞭北京市教學名師專項資金的資助，在此嚮北京市教委錶示由衷謝意。
在本書的立項、編寫和齣版過程中，得到瞭機械工業齣版社的指導和大力支持，在此者錶示誠摯的感謝。
限於編者水平和能力，書中謬誤之處在所難免，懇請各位專傢、學者、讀者給予批指正。
劉小河

探索未知：一段跨越時空的旅程 這是一本關於發現的書，關於那些被遺忘的角落，關於那些隱藏在曆史深處的智慧。它並非描繪宏大的戰爭場麵，也非聚焦於某個領域的科學突破，而是將目光投嚮瞭那些微小卻至關重要的細節，那些塑造瞭我們今日世界的無形力量。 本書的旅程始於一個古老的問題：人類是如何認識世界的？我們不僅僅滿足於觀察錶象，更渴望理解事物運行的底層邏輯。從原始先民對日月星辰的觀測，到古希臘哲學傢對幾何學的探索，再到文藝復興時期科學傢們對自然規律的嚴謹求證，本書將帶領讀者一同迴顧人類認知邊界不斷拓展的壯麗篇章。我們不會深入到晦澀的數學公式，而是側重於那些關鍵的轉摺點，那些偉大的思想傢是如何憑藉敏銳的洞察力和不懈的求索，揭開瞭籠罩在自然現象上的神秘麵紗。 例如，我們會探尋古埃及人在尼羅河泛濫的規律中如何發展齣精確的曆法，他們的智慧不僅僅是為瞭農業生産，更蘊含著對時間流逝和宇宙秩序的樸素理解。接著，我們將目光轉嚮古希臘，那裏湧現齣瞭芝諾的悖論，挑戰著我們對空間和運動的直觀感受；歐幾裏得的《幾何原本》，以其公理化的演繹體係，構建瞭一個理性思維的典範。這些思想的火花，雖然看似遠離我們今日的日常生活，卻為後世科學的蓬勃發展奠定瞭堅實的基礎。 本書的另一條重要綫索，是關於人類如何通過工具來增強自身能力，從而更好地理解和改造世界。從石斧到顯微鏡，從望遠鏡到印刷術，每一種新工具的誕生，都意味著人類感知能力的延伸，以及知識傳播效率的飛躍。我們將詳細介紹這些工具的起源、發展及其對人類文明進程的深遠影響。例如，印刷術的齣現，不僅僅是信息的復製，更是思想得以廣泛傳播、知識得以積纍的關鍵。它打破瞭少數人對知識的壟斷，為文藝復興和宗教改革提供瞭重要的物質基礎。 然而，這本書並非僅僅是一部關於過去的技術史或思想史。它更關注的是，這些古老的智慧和工具，是如何以我們意想不到的方式，滲透到我們現代生活的方方麵麵，甚至塑造瞭我們今天的思維模式。 我們會走進古代中國的偉大發明，例如指南針和造紙術。指南針如何改變瞭地理大發現的麵貌，讓世界變得“小”瞭？造紙術又如何為知識的傳承和文化的傳播提供瞭無限可能？我們會去探究這些發明的背後，是如何體現瞭當時人們對自然規律的深刻理解和巧妙運用。甚至，我們會嘗試去理解，中醫的望聞問切，雖然與現代醫學的診斷方式不同，但其中蘊含的整體觀和辯證法，是否也為我們提供瞭另一種認識生命和健康的視角？ 本書還會深入探討，那些被現代科學“邊緣化”的知識體係，例如煉金術和占星術，在曆史上扮演瞭怎樣的角色。我們並非要為這些學科正名，而是要理解，在科學尚未獨立成型的時代，它們是如何承載瞭人類對物質轉化、宇宙規律和命運的探索欲。從煉金術士對物質轉化的癡迷，到占星術士對星辰運行與人類命運之間聯係的解讀，這些看似荒謬的實踐背後，或許隱藏著人類對秩序和意義的不懈追求。它們在一定程度上，也激發瞭後世化學和天文學的發展。 此外，本書還將觸及一些更為抽象的概念，例如古老的數字係統和度量衡。不同的文明發展齣瞭迥異的數字錶達方式，例如巴比倫的六十進製，瑪雅人的二十進製，以及我們今天廣泛使用的十進製。這些數字係統的演變，不僅僅是記數方式的改變，更反映瞭不同文化在邏輯思維和數學觀念上的差異。而度量衡的統一，則是國傢形成和商業發展的重要前提，它如何影響瞭建築、貿易和科學的進步，本書將一一解析。 我們將帶領讀者去感受，那些古老的哲學思想，如古印度佛教的緣起論，古希臘斯多葛學派的理性，以及中國古代道傢的“無為而治”，雖然與現代社會的技術應用似乎相去甚遠，但它們所蘊含的對人與自然關係的思考，對生命意義的探索，以及對個人內心世界的關注，至今仍然具有深刻的啓示意義。這些思想，或許以一種潛移默化的方式，影響著我們對問題的看法，對價值的選擇。 本書的敘事風格將是娓娓道來的，如同與一位學識淵博的長者促膝長談。我們不會堆砌枯燥的理論，而是通過生動的曆史故事、形象的比喻和引人入勝的細節，將這些古老的智慧和發現展現在讀者麵前。我們希望讀者在閱讀的過程中，能夠感受到一種探索的樂趣，一種對人類文明悠久曆史的敬畏，以及一種對隱藏在日常事物背後深層聯係的頓悟。 這不是一本教你如何操作某種工具，或是掌握某種算法的書。這是一本邀請你進行一場思維漫遊的書。它希望點燃你的好奇心，讓你重新審視我們習以為常的世界，去發現那些被時間的長河衝刷得有些模糊，卻依然閃爍著智慧光芒的寶藏。它鼓勵你去思考，去追問，去連接那些看似不相關的點，從而形成自己對世界更深刻的理解。 這是一次跨越時空的發現之旅，邀請你一同踏上這段旅程，去觸碰曆史的脈絡，去聆聽那些古老智慧的迴響，去感受人類文明的厚重與奇妙。你將看到，那些早已被遺忘的角落，依然蘊藏著未被發掘的寶藏，等待著有心人的探尋。

評分☆☆☆☆☆

這本書，與其說是一本教科書，不如說是一位經驗豐富的工程師在嚮我娓娓道來他的職業生涯中的點滴感悟。我一直對信號處理的理論基礎略知一二，但總覺得隔著一層紗，無法真正觸碰到其精髓，尤其是在理解實際應用場景中的復雜性時。這本書恰恰彌補瞭這一空白。作者並沒有像許多教材那樣，將所有公式和定理堆砌在一起，而是通過生動形象的案例，將抽象的數學概念具象化。例如，在講解濾波器設計時，他詳細描述瞭在音頻處理中，如何根據不同的噪聲類型選擇閤適的濾波器，以及在圖像處理中，如何利用邊緣檢測濾波器來增強圖像細節。我尤其喜歡其中關於傅裏葉變換的章節，作者用一種非常直觀的方式解釋瞭它在時域和頻域之間的轉換，並通過實際的音頻信號分析，讓我深刻理解瞭頻譜分析在識彆和去除噪聲中的重要作用。讀完這一部分，我仿佛打開瞭一扇新世界的大門，之前覺得難以理解的許多算法，現在都變得清晰明瞭。而且，書中穿插的許多小技巧和注意事項，都是作者在多年實踐中總結齣來的寶貴經驗，這些是書本上很難學到的。我感覺自己不是在被動地接受知識，而是在與一位良師益友共同探索數字信號處理的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是在逛一個內容極其豐富的寶藏庫，每翻開一頁，都能發現新的驚喜。我一直對嵌入式係統中的信號處理應用情有獨鍾，而這本書恰好滿足瞭我這方麵的需求。書中對於傳感器信號的采集、處理和融閤的講解，讓我受益匪淺。例如，在講解慣性測量單元（IMU）的數據融閤時，作者詳細闡述瞭如何利用卡爾曼濾波器來結閤陀螺儀和加速度計的數據，從而實現更精確的姿態估計。這對於我理解無人機、機器人等設備的導航係統至關重要。此外，書中對嵌入式DSP芯片的架構和編程也進行瞭介紹，這讓我看到瞭理論知識如何轉化為實際的硬件實現。我特彆喜歡其中關於實時信號處理的章節，作者通過具體的例子，講解瞭如何在有限的計算資源下，設計高效的信號處理算法，以滿足實時性的要求。這本書的語言通俗易懂，即使是對於初學者來說，也能輕鬆理解。我感覺自己不再是孤軍奮戰，而是有瞭一個可靠的嚮導，帶領我一步步深入到數字信號處理的應用領域。

評分☆☆☆☆☆

這絕對是一本能顛覆我對信號處理固有認知的好書。在過去的學習中，我總覺得信號處理是枯燥乏味的數學遊戲，但這本書卻用一種全新的視角，將它與現實世界緊密聯係起來。我一直對數字圖像處理感興趣，而書中關於圖像壓縮的章節，徹底改變瞭我的看法。作者不僅講解瞭JPEG等經典壓縮算法的原理，還深入分析瞭其背後的離散餘弦變換（DCT）和量化過程，讓我明白瞭為何能夠實現如此高的壓縮比。更讓我驚喜的是，書中還提到瞭小波變換在圖像去噪和水印技術中的應用，這對我來說是全新的領域。此外，對於語音信號處理的探討，也讓我大開眼界。我一直以為聽到的聲音隻是簡單的聲波，但書中揭示瞭聲學特徵提取、音素識彆等復雜過程，讓我明白瞭語音識彆技術是如何實現的。書中還穿插瞭許多有趣的案例，例如如何利用信號處理技術來分析音樂的節奏和鏇律，以及如何識彆和過濾網絡上的不良信息。這些都讓我看到瞭信號處理在信息時代巨大的應用價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對人工智能領域充滿好奇的學習者，我一直在尋找能夠幫助我理解機器學習背後信號處理原理的書籍。這本書，齣乎意料地給瞭我巨大的啓發。雖然它並非一本專門講解AI的書籍，但其中對采樣、量化、濾波等基礎概念的詳盡闡述，卻為我理解信號的預處理和特徵提取奠定瞭堅實的基礎。例如，在講解采樣定理時，作者用圖像的像素化舉例，生動地解釋瞭奈奎斯特采樣定律的含義，以及過采樣和欠采樣的後果。這讓我意識到，在輸入數據到機器學習模型之前，如何對原始信號進行有效的采樣和量化，是多麼關鍵的一步。書中對於數字濾波器在去噪和信號增強方麵的應用，也讓我對數據清洗有瞭新的認識。我開始思考，在處理圖像、語音等數據時，如何應用這些濾波器來去除采集過程中産生的噪聲，以及如何提取齣更有意義的特徵。更重要的是，書中關於譜分析的內容，讓我開始理解一些AI模型中齣現的“特徵空間”和“頻域錶示”的含義，這為我日後深入學習更復雜的AI算法提供瞭理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

這絕對是一本讓我愛不釋手的技術書籍，它的魅力在於其深度與廣度的完美結閤。在數字信號處理的海洋裏，這本書猶如一座燈塔，指引我找到瞭通往核心技術的路徑。我一直對現代通信係統中的信號調製解調技術頗感興趣，而這本書對此的闡述，簡直是教科書級彆的。作者從最基礎的AM、FM信號講起，循序漸進地引入瞭更復雜的QAM、PSK等調製方式，並且詳細講解瞭它們在實際應用中的優劣勢，以及如何通過算法來剋服信道衰落、噪聲乾擾等問題。更令我驚喜的是，書中還涉及瞭現代無綫通信中至關重要的OFDM技術，並對其原理、關鍵技術（如循環前綴、窗口函數等）進行瞭深入剖析，這讓我對5G、Wi-Fi等技術有瞭更深刻的理解。此外，書中對於自適應濾波器的介紹也讓我耳目一新。我一直認為自適應濾波器隻是一個理論概念，但作者通過講解其在噪聲消除、均衡器設計等方麵的實際應用，讓我看到瞭其強大的生命力。這本書的邏輯清晰，結構嚴謹，每一章節都承接前一章節，層層遞進，使得學習過程順暢而高效。