數字信號處理——基於計算機的方法(第四版)(英文改編版) 米特拉 978712114597 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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米特拉 著

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121145971

商品編碼：29514215793

包裝：平裝

齣版時間：2011-10-01

基本信息

書名：數字信號處理——基於計算機的方法(第四版)(英文改編版)

定價：69.00元

作者：米特拉

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2011-10-01

ISBN：9787121145971

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.840kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書是在數字信號領域的經典教材Digital Signal Processing: A Computer-BasedApproach, FourthEdition的基礎上改編而成的，內容涵蓋瞭信號與信號處理、時域中的離散時間信號統、頻域中的離散時間信號、離散時間係統、有限長離散變換、z變換、變換域中的LTI離散時間係統、數字濾波器結構、IIR數字濾波器設計、FIR數字濾波器設計、DSP算法實現等方麵。本書的特點是，在講解上述內容的同時，給齣瞭大量簡單而實用的例子，並用MATLAB程序進行瞭驗證，同時提供瞭大量的高質量習題和仿真練習。

目錄

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Table of Contents
1 Signals and Signal Processing
　1.1 Characterization and Classification of Signals
　1.2 Typical Signal Processing Operations
　1.3 Examples of Typical Signals
　1.4 Typical Signal Processing Applications
　1.5 Why Digital Signal Processing
2 Discrete-Time Signals in the Time Domain
　2.1 Time-Domain Representation
　2.2 Operations on Sequences
　2.3 Operations on Finite-Length Sequences
　2.4 Typical Sequences and Sequence Representation
　2.5 The Sampling Process
　2.6 Correlation of Signals
　2.7 Random Signals
　2.8 Summary
　2.9 Problems
　2.10 MATLAB Exercises
3 Discrete-Time Signals in the Frequency Domain
　3.1 The Continuous-Time Fourier Transform
　3.2 The Discrete-Time Fourier Transform
　3.3 Discrete-Time Fourier Transform Theorems
　3.4 Energy Density Spectrum of a Discrete-Time Sequence
　3.5 Band-Limited Discrete-Time Signals
　3.6 DTFT Computation Using MATLAB
　3.7 The Unwrapped Phase Function
　3.8 Digital Processing of Continuous-Time Signals
　3.9 Sampling of Bandpass Signals
　3.10 Effect of Sample-and-Hold Operation
　3.11 Summary
　3.12 Problems
　3.13 MATLAB Exercises
4 Discrete-Time Systems
　4.1 Discrete-Time System Examples
　4.2 Classification of Discrete-Time Systems
　4.3 Impulse and Step Responses
　4.4 Time-Domain Characterization of LTI Discrete-TimeSystems
　4.5 Simple Interconnection Schemes
　4.6 Finite-Dimensional LTI Discrete-Time Systems
　4.7 Classification of LTI Discrete-Time Systems
　4.8 Frequency-Domain Representations of LTI Discrete-TimeSystems
　4.9 Phase and Group Delays
　4.10 Summary
　4.11 Problems
　4.12 MATLAB Exercises
5 Finite-Length Discrete Transforms
　5.1 Orthogonal Transforms
　5.2 The Discrete Fourier Transform
　5.3 Relation Between the DTFT and the DFT and Their Inverses
　5.4 Circular Convolution
　5.5 Classifications of Finite-Length Sequences
　5.6 DFT Symmetry Relations
　5.7 Discrete Fourier Transform Theorems
　5.8 Fourier-Domain Filtering
　5.9 Computation of the DFT of Real Sequences
　5.10 Linear Convolution Using the DFT
　5.11 Summary
　5.12 Problems
　5.13 MATLAB Exercises
6 z-Transform
　6.1 Definition
　6.2 Rational z-Transforms
　6.3 Region of Convergence of a Rational z-Transform
　6.4 The Inverse z-Transform
　6.5 z-Transform Theorems
　6.6 Computation of the Convolution Sum of Finite-LengthSequences
　6.7 The Transfer Function
　6.8 Summary
　6.9 Problems
　6.10 MATLAB Exercises
7 LTI Discrete-Time Systems in the Transform Domain
　7.1 Transfer Function Classification Based on MagnitudeCharacteristics
　7.2 Transfer Function Classification Based on PhaseCharacteristics
　7.3 Types of Linear-Phase FIR Transfer Functions
　7.4 Simple Digital Filters
　7.5 Inverse Systems
　7.6 Summary
　7.7 Problems
　7.8 MATLAB Exercises
8 Digital Filter Structures
　8.1 Block Diagram Representation
　8.2 Equivalent Structures
　8.3 Basic FIR Digital Filter Structures
　8.4 Basic IIR Digital Filter Structures
　8.5 Realization of Basic Structures Using MATLAB
　8.6 Allpass Filters
　8.7 IIR Tapped Cascaded Lattice Structures
　8.8 FIR Cascaded Lattice Structures
　8.9 Summary
　8.10 Problems
　8.11 MATLAB Exercises
9 IIR Digital Filter Design
　9.1 Preliminary Considerations
　9.2 Bilinear TransformationMethod of IIR Filter Design
　9.3 Design of Lowpass IIR Digital Filters
　9.4 Design of Highpass, Bandpass, and Bandstop IIR DigitalFilters
　9.5 Spectral Transformations of IIR Filters
　9.6 IIR Digital Filter Design Using MATLAB
　9.7 Summary
　9.8 Problems
　9.9 MATLAB Exercises
10 FIR Digital Filter Design
　10.1 Preliminary Considerations
　10.2 FIR Filter Design Based on Windowed Fourier Series
　10.3 Computer-Aided Design of Equiripple Linear-Phase FIRFilters
　10.4 Design of Minimum-Phase FIR Filters
　10.5 FIR Digital Filter Design Using MATLAB
　10.6 Summary
　10.7 Problems
　10.8 MATLAB Exercises
11 DSP Algorithm Implementation
　11.1 Basic Issues
　11.2 Structure Simulation and Verification Using MATLAB
　11.3 Computation of the Discrete Fourier Transform
　11.4 Fast DFT Algorithms Based on Index Mapping
　11.5 DFT and IDFT Computation Using MATLAB
　11.6 Sliding Discrete Fourier Transform
　11.7 DFT Computation over a Narrow Frequency Band
　11.8 Summary
　11.9 Problems
　11.10 MATLAB Exercises
A Analog Lowpass Filter Design
　A.1 Analog Filter Specifications
　A.2 Butterworth Approximation
　A.3 Chebyshev Approximation
　A.4 Elliptic Approximation
　A.5 Linear-Phase Approximation
　A.6 Analog Filter Design Using MATLAB
　A.7 Analog Lowpass Filter Design Examples
　A.8 A Comparison of the Filter Types
　A.9 Anti-Aliasing Filter Design
　A.10 Reconstruction Filter Design
B Design of Analog Highpass, Bandpass, and Bandstop Filters
　B.1 Analog Highpass Filter Design
　B.2 Analog Bandpass Filter Design
　B.3 Analog Bandstop Filter Design
Bibliography

作者介紹

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文摘

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序言

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數字信號處理——一種現代視角 數字信號處理（DSP）作為一門跨越工程、科學和通信等眾多學科的基石技術，其重要性日益凸顯。從智能手機上的語音助手到醫療影像的清晰呈現，從高保真音頻的傳遞到復雜的金融數據分析，DSP無處不在，深刻影響著我們的日常生活和前沿科技的發展。本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且注重實踐的數字信號處理理論框架，並結閤現代計算機工具，使其能夠理解、設計並實現各種信號處理係統。 本書的編排邏輯清晰，從基礎概念齣發，循序漸進地引導讀者掌握DSP的核心原理和技術。我們首先從信號與係統的基本概念入手，介紹離散時間信號的錶示、分類及其基本運算，如捲積、延遲和加權求和。接著，將重點放在綫性時不變（LTI）係統上，深入探討其性質、頻率響應以及如何利用差分方程和係統函數來描述和分析LTI係統。這一部分是理解後續所有DSP技術的基礎，我們將通過豐富的例子和圖示，幫助讀者建立直觀的認識。 隨後，本書將目光聚焦於DSP的核心工具——傅裏葉變換。我們將詳細介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）、離散傅裏葉變換（DFT）及其快速算法（FFT）。傅裏葉變換是分析信號頻譜特性的關鍵，它揭示瞭信號在頻率域的構成，為濾波、調製解調等眾多應用奠定瞭理論基礎。FFT作為一種高效計算DFT的方法，極大地推動瞭DSP的實際應用。本書不僅會闡述其數學原理，還會探討其在實際計算中的效率和準確性問題。 除瞭時域和頻域的分析，Z變換是理解和設計離散時間係統，特彆是因果性和穩定性分析不可或缺的工具。本書將深入講解Z變換的定義、性質、收斂域以及如何利用它來分析和設計數字濾波器。我們會詳細闡述零極點圖在係統分析中的作用，以及如何通過調整零極點位置來獲得期望的係統性能。 數字濾波器是DSP中最重要也是應用最廣泛的組成部分之一。本書將係統地介紹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。我們將詳細講解它們的設計方法，包括模擬原型法、窗函數法、頻率采樣法等，並分析它們的優缺點、適用場景以及設計時的權衡考量。讀者將學習如何根據特定的性能指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬、相位響應等）選擇閤適的設計方法和濾波器結構。 在掌握瞭基礎理論之後，本書將帶領讀者進入采樣理論的核心。我們將深入探討奈奎斯特-香農采樣定理，理解信號采樣過程中可能齣現的失真——混疊，並介紹防止混疊的方法，如抗混疊濾波器和過采樣技術。這一部分對於理解模擬信號到數字信號的轉換至關重要，直接關係到後續信號處理的有效性。 為瞭更有效地處理和分析信號，統計信號處理的概念被引入。我們將介紹隨機信號的基本概念，如均值、自相關函數、功率譜密度，以及如何描述和分析隨機信號的行為。同時，本書還將探討最優濾波，特彆是維納濾波器和卡爾曼濾波器。這些濾波器能夠在存在噪聲的情況下，以最優的方式估計信號，在目標跟蹤、導航、通信等領域有著廣泛的應用。 此外，本書還將關注多速率信號處理。隨著數字信號處理在通信和數據壓縮等領域的廣泛應用，對信號速率進行改變的需求也日益增長。多速率信號處理技術，如抽取（decimation）和插值（interpolation），能夠有效地改變信號的采樣率，從而減少計算量、提高傳輸效率或滿足不同係統的接口要求。我們將深入講解這些技術的基本原理和實現方法。 隨著計算能力的飛速發展，基於計算機的數字信號處理已成為主流。本書將貫穿始終地強調這一點，並融入MATLAB等強大的計算工具。我們將通過大量的實例和代碼片段，展示如何使用這些工具來實現各種DSP算法，從簡單的濾波到復雜的係統仿真。讀者將學會如何利用MATLAB的內置函數和腳本來設計、分析和評估DSP係統，從而加速研發進程，並將理論知識轉化為實際能力。 本書的特色之一在於其貼近實際應用。我們將通過多個實際案例，將理論知識與工程實踐相結閤。例如，在語音信號處理部分，我們將討論語音編碼、語音識彆和噪聲消除等技術；在圖像處理部分，我們將介紹圖像增強、邊緣檢測和圖像壓縮等算法。這些案例將幫助讀者理解DSP在不同領域的具體應用，激發學習興趣，並為他們未來的職業生涯打下堅實基礎。 本書的目標讀者廣泛，包括高等院校的本科生、研究生，以及從事信號處理、通信、控製、電子工程、計算機科學等領域的研究人員和工程師。無論您是初學者，還是希望深化理解的從業者，都能從本書中獲益。我們力求在理論的嚴謹性和講解的易懂性之間取得平衡，為讀者提供一個既有深度又不失可讀性的學習體驗。 總而言之，本書不僅僅是一本理論教材，更是一本實踐指南。我們希望通過係統性的講解和豐富的實踐案例，幫助讀者掌握數字信號處理的核心知識和技能，並能夠自信地運用現代計算機工具解決實際工程問題，為數字信號處理的未來發展貢獻自己的力量。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的寫作風格和組織結構是它最吸引我的地方之一。作者似乎深諳如何讓讀者循序漸進地掌握知識，而且非常注重邏輯的連貫性。從最基本的信號錶示，到各種變換的原理，再到濾波器的設計和實現，每一個章節都像是一個精心搭建的積木，前一章的知識自然而然地引齣瞭下一章的內容，絲毫不會讓人感到突兀或難以理解。書中大量的圖示和流程圖也是一大亮點，它們將抽象的概念可視化，幫助我們更直觀地理解數學公式背後的含義。例如，在解釋捲積操作時，書中用多個動態的圖例展示瞭不同情況下信號相加和相乘的過程，這比純粹的數學推導要有效得多。此外，作者在講解時，總能巧妙地穿插一些實際應用案例，比如音頻信號處理、圖像處理中的一些經典問題，讓我們看到DSP在現實世界中的價值。這種理論與實踐的結閤，極大地增強瞭我的學習興趣和動力。我尤其喜歡它在講解一些算法時，會先給齣其核心思想，然後再深入到數學推導，這樣的方式既能讓我們快速抓住重點，又不失嚴謹性。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在工作中需要處理大量信號數據的工程師，我一直在尋找一本能夠真正幫助我提升實際問題解決能力的DSP參考書。這本書完全滿足瞭我的需求。它不僅僅是一本理論教材，更像是一本實踐指南。書中豐富的案例研究和解決方案，讓我能夠快速找到處理類似問題的思路。我尤其喜歡它對於濾波器設計的講解，不僅介紹瞭各種濾波器的原理和設計方法，還深入分析瞭它們在不同應用場景下的優缺點，並給齣瞭具體的實現代碼。這對於我來說非常有價值，因為在實際工作中，選擇閤適的濾波器是至關重要的。此外，書中對於譜分析、自適應信號處理等主題的闡述也十分到位，讓我對這些高級概念有瞭更清晰的認識。而且，它對於一些前沿算法的介紹，也讓我能夠保持對行業發展的敏感度。這本書就像一位經驗豐富的導師，在我遇到睏難時，總能提供切實的指導和啓發，幫助我更快更好地完成工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直打開瞭我的新世界大門！雖然我之前對數字信號處理（DSP）有過一些零散的瞭解，但總覺得隔靴搔癢，不夠係統。這次偶然的機會翻到瞭這本書，簡直是相見恨晚。它以一種非常親民的方式，將復雜的DSP概念層層剝開，從最基礎的采樣定理、傅裏葉變換開始，一步步深入到更高級的濾波器設計、自適應濾波等內容。最讓我驚喜的是，它並非照本宣科，而是緊密結閤計算機的應用，大量的實例和代碼演示，讓我能夠立刻將理論付諸實踐。比如，在學習FFT算法的時候，書中給齣瞭Python的實現代碼，我跟著敲瞭一遍，那種豁然開朗的感覺無與倫比。而且，作者在講解過程中，總是能夠恰到好處地引入一些經典的算法和技術，例如LMS算法、Kalman濾波等，並且會解釋它們在實際應用中的優越性。對於我這種喜歡動手實踐的學習者來說，這簡直是福音。以前看一些理論書，總覺得抽象，看完之後不知道怎麼用，而這本書恰恰彌補瞭這一塊的不足，讓我能夠真正理解“計算機方法”的精髓。它不僅僅是知識的傳授，更是一種思維方式的引導，讓我能夠用更高效、更現代的工具去解決問題。

評分☆☆☆☆☆

我得承認，一開始我對於“基於計算機的方法”這個副標題還有些疑慮，擔心它會過於側重編程技巧而忽略瞭理論基礎。然而，這本書完全打消瞭我的顧慮。它在理論深度上毫不含糊，對於每一個核心概念的講解都非常透徹，從數學原理到算法復雜度，都進行瞭詳細的闡述。但與此同時，它又非常強調如何將這些理論轉化為可執行的計算機程序。書中的代碼示例清晰、簡潔，而且通常會提供多種語言（如Python、MATLAB）的實現，這對於不同背景的讀者來說都非常友好。更重要的是，這本書不僅僅是提供代碼，它更注重解釋代碼背後的邏輯和算法思路，讓我們理解“為什麼這麼寫”，而不僅僅是“怎麼寫”。例如，在介紹FIR濾波器設計時，書中不僅講解瞭窗函數法和頻率采樣法，還詳細分析瞭不同窗函數的特性對濾波器性能的影響，並給齣瞭相應的代碼實現，讓我們能夠通過編程直觀地感受到這些差異。這種深入淺齣的講解方式，讓我對DSP理論有瞭更深刻的理解，也讓我更有信心將這些知識應用到實際項目中。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我這樣希望從零開始建立紮實DSP知識體係的讀者來說，絕對是寶藏級彆的存在。它的敘述方式非常清晰，即使是初學者也能輕鬆跟上。作者在解釋每個概念時，總是會追溯到最根本的原理，然後一步步引申齣復雜的應用。這種“由淺入深”的教學方法，避免瞭許多教科書可能齣現的“斷層感”。我尤其欣賞書中對於信號和係統的基本性質的講解，比如綫性、時不變性、因果性等，這些基礎概念貫穿瞭整個DSP的學習過程，打好瞭堅實的基礎。而且，書中在介紹一些重要的數學工具，如傅裏葉變換、Z變換時，也講解得非常細緻，並解釋瞭它們在信號分析中的具體作用。讓我印象深刻的是，書中對於一些經典算法的推導過程，雖然涉及不少數學公式，但作者總是會用通俗易懂的語言來解釋這些公式的物理意義，讓我們不至於迷失在符號的海洋裏。總而言之，這本書為我提供瞭一個非常全麵和係統的DSP學習框架。