数字信号处理 9787030260406 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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桂志国，楼国红，陈友兴，张权，郝慧艳 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030260406

商品编码：29237185471

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：36.00元

作者：桂志国,楼国红,陈友兴,张权,郝慧艳

出版社：科学出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787030260406

字数：518000

页码：339

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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新定价链接：数字信号处理

内容提要

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本书全面介绍了数字信号处理与应用的基础理论和分析方法。书中前3章是数字信号处理的基础，包括离散时间信号与系统的时域分析、z域分析、离散傅里叶变换三部分内容。第4章是快速傅里叶变换及其应用。第5-7章是数字滤波器的基本结构、设计原理及设计方法。第8章和第9章分别讨论了信号的抽取与插值和有限字长效应。第10章介绍了常用的特殊滤波器。为了加深对基本理论的理解和基本方法的掌握，书中安排了一些Matlab实例。全书各章都有精选例题和不同类型的习题。
　　本书可作为普通高等院校信息类相关专业本科生或研究生教材，也可供相关科研与了程技术人员参考。

目录

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前言
第1章 离散时间信号与系统的时域分析
　1.1 离散时间信号——序列
　1.2 序列的卷积和
　1.3 线性移不变系统
　1.4 线性常系数差分方程
　1.5 连续时间信号的抽样
　1.6 离散线性相关
　1.7 离散时间信号与系统的Matlab实现
　习题
第2章 离散时间信号与系统的z域分析
　2.1 z变换的定义及收敛域
　2.2 z反变换
　2.3 z变换的性质与定理
　2.4 z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系
　2.5 序列傅里叶变换的定义及性质
　2.6 利用z变换求解差分方程
　2.7 离散时间系统的系统函数和频率响应
　2.8 离散时间信号与系统z域分析的Matlab实现
　习题
第3章 离散傅里叶变换
　3.1 离散傅里叶级数
　3.2 离散傅里叶变换
　3.3 离散傅里叶变换的性质及定理
　3.4 频域抽样理论
　3.5 DFT的应用
　3.6 DFT的Matlab实现
　习题
第4章 快速傅里叶变换
　4.1 DFT的运算量分析
　4.2 时间抽取的基-2FFT算法
　4.3 频率抽取的基-2FFT算法
　4.4 快速傅里叶反变换
　4.5 实序列的FFT算法
　4.6 线性卷积与线性相关的FFT算法
　4.7 Matlab关于FFT应用的程序设计
　习题
第5章 数字滤波器的基本结构
　5.1 数字滤波器结构的表示方法
　5.2 IIR滤波器的结构
　5.3 FIR滤波器的基本结构
　5.4 格型滤波器的基本结构
　5.5 Matlab关于滤波器结构的程序设计
　习题
第6章 IIR数字滤波器的设计
　6.1 滤波器的基本概念
　6.2 模拟低通滤波器的设计
　6.3 用模拟滤波器设计IIR数字滤波器
　6.4 数字高通、带通和带阻IIR滤波器的设计
　6.5 Matlab设计IIR滤波器
　习题
第7章 有限长单位抽样响应数字滤波器的设计
　7.1 线性相位FIR数字滤波器的特性
　7.2 窗函数设计法
　7.3 窗函数设计法举例
　7.4 频率抽样设计法
　7.5 等波纹佳逼近设计法
　7.6 IIR滤波器和FIR滤波器的比较
　7.7 FIR滤波器设计的Matlab实现
　习题
第8章 信号的抽取与插值
　8.1 信号的整数倍抽取
　8.2 信号的整数倍插值
　8.3 信号的有理数I／D抽样率转换
　8.4 多抽样率FIR系统的网络结构
　8.5 Matlab实现抽取与插值
　习题
第9章 数字信号处理的有限字长效应
　9.1 二进制的表示及其对量化误差的影响
　9.2 A／D采样的量化效应
　9.3 数字滤波器的系数量化效应
　9.4 定点运算滤波器的有限长效应
　9.5 定点运算FFT算法的有限长效应
　9.6 IIR滤波器的定点运算的零输入极限环振荡和死带效应
　9.7 浮点运算滤波器和FFT算法的有限长效应
　习题
第10章 常用特殊滤波器
　10.1 全通滤波器
　10.2 小相位延时系统
　10.3 均值滤波器与平滑滤波器
　10.4 特殊零极点二阶滤波器
　10.5 梳状滤波器
　10.6 建立在零极点相消的简单整系数滤波器
　习题
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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数字信号处理 出版社： 科学出版社 ISBN： 9787030260406 内容简介 本书深入探讨了数字信号处理（DSP）的理论基础、核心算法以及广泛的应用。作为现代通信、控制、医疗、音频、图像和科学研究等众多领域不可或缺的关键技术，数字信号处理的掌握对于理解和创新至关重要。本书旨在为读者构建一个扎实而全面的DSP知识体系，从基本概念入手，循序渐进地引导读者理解复杂的技术原理，并最终能够灵活运用所学知识解决实际问题。 第一章：绪论 本章将为读者搭建数字信号处理的宏观认知框架。我们将从信号的定义和分类开始，区分模拟信号和数字信号的本质区别，并阐述为何数字信号处理在当今时代占据如此重要的地位。数字信号处理的优势，例如高精度、易于存储和传输、灵活性强、不受环境干扰等，将被详细解读。接着，我们将概述数字信号处理系统的基本组成部分，包括信号源、模数转换器（ADC）、数字处理器、数模转换器（DAC）以及输出设备，并简要介绍它们在整个流程中的作用。最后，本章将引导读者回顾数字信号处理的发展历程，了解其关键的技术里程碑和未来发展趋势，为后续深入学习打下坚实的基础。 第二章：离散时间信号与系统 本章是数字信号处理的基石，将详细介绍离散时间信号的数学描述和基本性质。我们学习如何用序列来表示离散时间信号，并认识其周期性、奇偶性、能量和功率等关键特征。此外，本章还将介绍一些重要的基本信号，如单位冲激信号（Dirac delta function的离散形式）、单位阶幂信号（unit step function）、指数信号和正弦信号，它们是构建更复杂信号的基础。 对于系统，我们将引入“系统”的概念，并定义离散时间系统的输入-输出关系。重点将放在线性时不变（LTI）系统，这是数字信号处理中最重要的一类系统。我们将深入理解LTI系统的卷积运算，这是描述LTI系统输入输出关系的数学工具。卷积的性质，如结合律、交换律和分配律，以及其在系统分析中的作用将被详细阐述。此外，我们还会介绍LTI系统的因果性、稳定性等重要特性，并理解它们对系统行为的影响。 第三章：傅里叶分析 傅里叶分析是理解信号频谱特性的强大工具，也是数字信号处理的核心内容之一。本章将从连续时间傅里叶级数（FS）和傅里叶变换（FT）开始，回顾其基本原理和应用，理解信号如何分解为不同频率的正弦和余弦分量。在此基础上，我们将重点转向离散时间傅里叶级数（DTFS）和离散时间傅里叶变换（DTFT），这是分析离散时间信号频谱的直接工具。我们将详细推导DTFS和DTFT的表达式，理解它们在频域表示离散时间信号的意义。 接着，我们将引入离散傅里叶变换（DFT），这是在计算机中实际计算傅里叶分析的基础。DFT将无限长的离散时间信号截断，并对其进行周期化处理，从而得到有限长度的离散频谱。我们将深入理解DFT的定义、性质及其与DTFT的关系。为了高效计算DFT，快速傅里叶变换（FFT）算法将被详细介绍。FFT的原理，如蝶形运算和分治策略，以及不同FFT算法（如Cooley-Tukey算法）的实现方式和效率优势将被一一阐述。最后，本章将讨论傅里叶分析在信号滤波、谱估计和系统分析等方面的应用。 第四章：Z变换 Z变换是分析离散时间信号和系统的另一种强大数学工具，尤其在处理线性时不变系统方面具有独特优势。本章将首先介绍Z变换的定义、性质以及其与傅里叶变换的关系。我们将学习如何计算各种基本信号的Z变换，并掌握Z变换的各种重要性质，如线性性、时移性、尺度变换性、卷积性质以及微分性质等。 Z变换的收敛域（ROC）是理解和分析系统行为的关键。本章将详细讲解收敛域的概念，并分析不同收敛域所对应的系统特性，如因果性、稳定性等。在此基础上，我们将学习如何利用Z变换来分析和求解离散时间LTI系统，包括系统函数、零点、极点以及它们与系统响应之间的关系。我们将探讨如何通过Z变换来判断系统的稳定性，并介绍如何利用Z变换来求解LTI系统的差分方程。 第五章：数字滤波器的设计 数字滤波器是数字信号处理中最重要的一类应用，用于去除信号中的噪声、提取特定频率成分或改变信号的幅度/相位响应。本章将详细介绍两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 对于IIR滤波器，我们将介绍其设计思路，通常是基于模拟滤波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）进行设计。我们将学习如何利用脉冲响应不变法、双线性变换法等方法将模拟滤波器设计转换为数字滤波器。IIR滤波器的传递函数、零极点配置以及其在频域的特性将被深入分析。 对于FIR滤波器，我们将重点介绍其直接设计方法，特别是窗函数法和频率采样法。我们将探讨不同的窗函数（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）的性质及其对滤波器频率响应的影响。FIR滤波器具有线性相位特性，这是其相比于IIR滤波器的一大优势，本章将详细解释线性相位的含义及其重要性。我们还将介绍一些更高级的FIR滤波器设计方法，如Parks-McClellan算法。 第六章：离散傅里叶变换（DFT）在系统分析中的应用 本章将深入探讨DFT在系统分析中的实际应用，特别是如何利用DFT来高效地进行卷积运算，即线性卷积和循环卷积。我们将详细介绍分段卷积（分块卷积）的原理，以及如何利用FFT算法加速分段卷积的计算，这对于处理长序列信号的滤波至关重要。 此外，我们还将学习如何利用DFT来估计信号的功率谱密度（PSD）。通过对信号进行DFT，可以得到其频谱信息，进而可以计算出信号在不同频率上的能量分布，从而进行谱分析。本章还将介绍一些常见的谱估计算法，如周期图法、Welch法等。 第七章：数字信号处理的应用 本章将带领读者探索数字信号处理在各个领域的广泛应用，展示其强大的实用价值。我们将从最常见的应用之一——语音信号处理开始，介绍语音编码、语音识别、语音合成等技术。 在图像和视频处理领域，DSP的应用同样无处不在，包括图像压缩（如JPEG、MPEG）、图像增强、边缘检测、目标识别等。 在通信领域，DSP是现代无线通信（如蜂窝网络、Wi-Fi）和有线通信（如DSL）的核心技术，用于调制解调、信道编码、均衡等。 在生物医学工程领域，DSP在医学成像（如CT、MRI）、生理信号分析（如心电图、脑电图）以及药物研发中发挥着关键作用。 此外，本章还将简要介绍DSP在音频信号处理（如音频编码、降噪）、控制系统、数据压缩以及科学计算等领域的应用实例，让读者对DSP的广阔前景有一个清晰的认识。 学习建议 本书涵盖了数字信号处理的各个重要方面。建议读者在学习过程中，结合理论知识，动手进行相关的编程实践，例如使用MATLAB、Python等工具实现书中介绍的算法。理解每个概念背后的数学原理，并通过实例来加深理解，是掌握DSP的关键。同时，积极参与讨论，查阅相关文献，将有助于更全面地理解数字信号处理的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书在知识的广度上，给我一种“面面俱到”的感觉。好像它涵盖了数字信号处理的各个主要方面，从基础的信号类型、系统特性，到各种滤波器的设计与实现，再到更高级的变换域分析等等，似乎都能找到相关的论述。我翻阅了一下目录，感觉覆盖的知识点非常全面，对于想要系统了解这个领域的读者来说，这本书提供了一个很好的框架。它似乎没有回避一些比较关键和常用的技术，而是将其一一列出并进行介绍。这种全面性也意味着它可能适合不同背景的读者，无论是想要快速入门的，还是希望深入研究某个分支的，都能从中找到所需。我期待它能在我对这个领域产生疑问时，能够提供一个可靠的参考，成为我学习道路上的一个重要支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示给我留下了深刻的印象，我认为这是它的一大亮点。在很多关键的概念讲解处，都配有清晰、直观的图表和示意图，这些图形化的辅助极大地降低了理解难度。有些复杂的公式或者流程，通过图示的呈现，一下子就变得明朗起来。而且，这些图表的设计感也很好，线条流畅，标记清晰，不会让人感到凌乱。整体的排版也很工整，段落清晰，重点突出，阅读起来不会感到吃力。很多时候，一幅好的图表胜过千言万语，而这本书在这方面做得相当出色。我觉得作者和编辑在图文配合上花费了不少心思，确保了信息能够被最有效地传递给读者。这让我感觉在阅读过程中，即使遇到一些需要深入思考的地方，也有很好的视觉辅助，帮助我巩固理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计倒是挺吸引我的，封面色调沉稳，给人一种严谨可靠的感觉。拿到手里，纸张的质感也相当不错，摸起来细腻平滑，印刷清晰，字迹干净利落，这在阅读体验上是很重要的加分项。我特别喜欢它那种比较厚实的触感，翻阅起来不会显得单薄，很有分量感。封底的信息也很完整，ISBN号、出版社名称一应俱全，这些细节都体现了出版社在图书制作上的专业度。虽然我还没有深入阅读其中的具体内容，但从它的外观和整体呈现来看，这本书应该是一本经过精心打磨的作品，无论是作为学习资料还是工具书，都显得很用心。有时候，一本好书的魅力，就从它给人的第一印象开始，而这本书，无疑给我留下了良好的初步印象，让我对接下来的阅读充满了期待。我希望它的内涵也如其外观一样扎实，能够给我带来知识上的满足和启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论的讲解上，我觉得挺有条理的，循序渐进的感觉很明显。从最基础的概念讲起，然后逐步深入到更复杂的原理和算法，这种安排对于我这种初学者来说，真的是太友好了。作者在解释一些抽象的概念时，会用比较直观的比喻或者类比，让我更容易理解，而不是一味地抛出枯燥的公式。即使是一些比较难以掌握的数学推导，也都有详细的步骤和解释，感觉作者确实花了很多心思来考虑读者的学习路径。我特别留意了它对一些关键概念的阐述，例如傅里叶变换、采样定理等，这些部分的处理方式让我觉得很扎实，没有那种“点到为止”的敷衍感。感觉作者不是简单地堆砌知识点，而是真正地在“教”你，引导你去理解背后的逻辑。我挺欣赏这种教学风格，它让我觉得学习过程是可控的，并且充满了成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在实际应用方面，我感觉它做了不少努力去连接理论和实践。虽然我还没有完全读懂每一个推导过程，但我在一些章节中看到了关于实际应用场景的讨论，比如在通信系统、图像处理等领域的应用举例。这种结合实际的讲解方式，让原本可能显得抽象的理论知识变得更加生动和有意义。我感觉作者并没有将这本书仅仅定位为一本理论教材，而是希望读者能够理解这些理论是如何在现实世界中发挥作用的。这种“理论与实践相结合”的视角，对于我这种希望将所学知识应用到实际项目中的人来说，是非常宝贵的。它让我看到了学习这些理论的价值所在，也为我日后可能进行的工程实践提供了方向和启示。