数字信号处理 蔡坤宝著 9787121047633 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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蔡坤宝著 著

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• 9787121047633
• 清华大学出版社
• 工程技术

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121047633

商品编码：29523110256

包装：平装

出版时间：2007-08-01

基本信息

书名：数字信号处理

定价：39.80元

作者：蔡坤宝著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2007-08-01

ISBN：9787121047633

字数：999600

页码：392

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统地阐述了数字信号处理所涉及的信号与系统分析和系统设计的基本理论、基本分析与设计方法、基本算法和处理技术。全书共10章，主要内容包括：离散时间信号与系统的基本概念，离散时间信号与系统的变换域分析，包括z变换和离散时间傅里叶变换、连续时间信号的抽样与重建，离散傅里叶变换及其快速算法(FFT)，数字滤波器实现的基本结构，IIR和FIR 数字滤波器的设计原理与基本设计方法，数字信号处理中的有限字长效应，多抽样率数字信号处理。本书配有多媒体电子课件、英文版教学大纲、习题指导与实验手册。
　　本书可以作为电子与通信相关专业的本科数字信号处理课程中英文双语教学的教材，或中文授课的英文版教学参考书，也可供从事数字信号处理的工程技术人员学习参考。本书尤其适合初步开展数字信号处理课程中英文双语授课的教师与学生选用。

目录

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作者介绍

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蔡坤宝，博士，重庆大学通信工程学院教授，信号与信息处理硕士学位点负责人。多年来致力于信号的产生与处理、生物组织粘弹性波动的有限元分析、现代信号处理及其应用和人工神经网络等方面的研究工作。十余年来，积极探索和实施中英文双语教学，现任重庆市级精品课程“信

文摘

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序言

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《信号的奥秘：现代通信与信息处理的基石》 在人类文明的漫长进程中，我们从未停止过对世界万象的探索与理解。从远古时期对自然现象的观察，到如今利用精密仪器洞察微观粒子，知识的边界不断拓展，而信息，作为这一切认知与交流的载体，其重要性不言而喻。当我们将目光聚焦于信息传递与处理的现代科学技术时，一个核心的概念便跃然纸上——信号。无论是声音的传播、图像的显现，还是数据的传输，抑或是生命体的生理活动，无不以信号的形式存在、演化与被解读。 《信号的奥秘：现代通信与信息处理的基石》正是这样一部旨在揭示信号本质，展现其在现代科技领域广泛应用与深远影响的著作。它并非是某个具体学科的入门手册，也不是某个特定算法的详细讲解，而是立足于信号这一普遍概念，勾勒出其背后蕴含的数学原理、处理方法及其在各个科技分支中的关键作用。这本书带领读者跨越学科界限，从一个更宏观、更基础的视角来理解我们所处的信息化时代。 第一部分：信号的本质与数学描述 本书的开篇，我们将深入探讨“什么是信号？”。信号并非只是抽象的数学模型，它源于现实世界，是物理现象、生物活动、乃至社会经济现象的具象化表现。从最简单的声波、光波，到复杂的脑电波、心电图，再到互联网上传输的海量数据流，它们都具备信号的共性。我们将从这些具体的例子出发，引申出信号的数学定义，认识到信号可以被表示为时间的函数，或者空间上的分布。 接着，我们会详细介绍描述信号的数学工具。这并非枯燥的公式堆砌，而是通过直观的图示和贴切的比喻，揭示傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心概念的内在逻辑。我们理解，傅里叶变换并非仅仅是将信号分解为不同频率的正弦波，它更是将信号从“时域”的视角转换到“频域”的视角，如同将一首乐曲从演奏的顺序（时域）转换为由不同音高组成的和弦（频域），揭示了隐藏在时间维度下的频率信息。这种视角转换，为我们理解信号的特性、进行信号分析和处理提供了强大的武器。 我们会探讨信号的分类，例如连续信号与离散信号、模拟信号与数字信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号。理解这些分类，有助于我们选择合适的分析方法和处理工具。例如，数字信号的出现，标志着信息处理进入了一个全新的时代，它带来了更高的精度、更强的抗干扰能力和更便捷的存储与传输。 第二部分：信号的分析与处理 有了信号的数学描述，我们便可以开始对其进行深入的分析。本书将引导读者理解信号的各种特性，如幅度、频率、相位、能量、功率等。这些特性，如同信号的“身份证”，决定了信号的性质以及它所能承载的信息。 信号的“处理”，是本书的核心内容之一。我们将介绍一系列经典的信号处理技术，但出发点并非算法本身，而是这些技术所解决的问题。例如，滤波器的作用是什么？它为何能区分有用信号与噪声？我们将从物理意义上解释低通、高通、带通、带阻滤波器的作用，以及它们在去除噪声、提取特定频率成分方面的不可或缺。 卷积，这个在信号处理领域频繁出现的概念，也将得到深入浅出的阐释。它不仅仅是两个函数之间的积分运算，更是系统响应输入信号的本质体现。理解卷积，就如同理解一个“黑箱”系统如何根据输入的信号产生输出的信号。 本书还将涉及信号的采样与重建。为什么需要采样？采样率与信号带宽之间有什么关系？奈奎斯特-香农采样定理为何如此重要？我们将详细解释这个定理，以及它在数字信号处理中的基石地位。同时，我们也会探讨信号重建的技术，确保从离散的样本中能够尽可能准确地恢复原始信号。 第三部分：信号处理在现代科技中的应用 信号处理的强大之处，在于它能够解决现实世界中的无数挑战。本书将从多个维度展现信号处理技术的广泛应用。 通信系统： 这是信号处理技术最直观的展现舞台。从最初的电报、电话，到如今的无线通信、卫星通信，信号的产生、编码、调制、传输、解调、解码等每一个环节，都离不开精妙的信号处理算法。本书将探讨如何利用信号处理技术实现高效的信号传输，如何克服信道噪声和干扰，如何实现多用户共享通信资源。 图像与视频处理： 我们每天接触的图像和视频，本质上都是二维或三维的信号。图像的去噪、增强、压缩，视频的编码、解码，人脸识别、目标检测等，都依赖于先进的信号处理技术。我们将剖析这些技术的原理，例如JPEG图像压缩如何利用离散余弦变换（DCT）来去除冗余信息，H.264/AVC视频编码如何利用运动估计和变换编码来提高压缩效率。 音频信号处理： 音乐欣赏、语音识别、降噪技术、音频特效制作，都与音频信号处理息息相关。本书将介绍音频信号的数字化过程，以及如何利用傅里叶分析来理解音色、音高，如何利用滤波器来优化音质。 生物医学工程： 生命体的活动本身就是一个复杂的信号系统。心电图（ECG）、脑电图（EEG）、肌电图（EMG）等生理信号的采集与分析，对于疾病的诊断和治疗至关重要。本书将展示信号处理技术在这些医学信号分析中的应用，例如如何从脑电信号中提取出与特定认知活动相关的特征。 其他领域： 除了上述领域，信号处理技术还广泛应用于雷达、声纳、地震勘探、金融数据分析、机器学习等众多领域。本书将简要介绍这些应用，展现信号处理技术的普适性与强大生命力。 结语：开启探索信号世界的旅程 《信号的奥秘：现代通信与信息处理的基石》并非一本教科书，它更像是一次引人入胜的探索之旅。它不要求读者具备深厚的数学功底，而是通过清晰的逻辑、丰富的实例和生动的比喻，带领读者领略信号处理的魅力。本书旨在激发读者对信息科学的兴趣，帮助他们理解现代科技背后的基本原理，并为进一步深入学习相关领域打下坚实的基础。 在信息爆炸的时代，理解信号，就是理解信息，就是理解我们所处的这个快速发展的世界。希望本书能为您打开一扇新的窗户，让您在纷繁复杂的信息流中，洞察到那隐藏在信号背后的深刻规律与无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理》真是让人耳目一新。作者在深入浅出地讲解那些复杂的傅里叶变换、Z变换以及各种滤波器设计原理时，总能找到一种独特的叙事方式，仿佛在和一位经验丰富的老教授面对面交流。我尤其欣赏它对理论与实践结合的重视，书中那些精心挑选的例子，不仅仅是教科书式的推导，更是贴近工程实际的场景重现。比如在讲解FIR滤波器设计时，作者不仅细致地剖析了窗函数法的优缺点，还通过对比不同窗函数在实际信号去噪中的表现，让人对“为什么选择这个窗”有了深刻的理解。这种由表及里、层层递进的讲解结构，极大地降低了初学者理解高深概念的门槛。即便是我在第一次接触某些特定算法，比如最小均方（LMS）自适应滤波时，也能通过作者清晰的框图和稳态误差分析，迅速抓住其核心思想。整本书的编排逻辑非常流畅，从离散时间信号的表示，到变换域分析，再到滤波器的设计与实现，每一步都衔接得恰到好处，让人感觉知识体系的构建是如此自然和坚实。我感觉这不是一本用来应付考试的书，而是一本可以放在案头，随时查阅并能从中汲取新思路的工具书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最看重一本技术书籍是否能够激发我的动手能力。这本书在这方面做得非常出色，它不仅仅停留在“如何设计”的层面，更深入探讨了“如何实现”和“如何调试”。例如，在介绍定点运算对DSP性能的影响时，作者详细列举了定点数表示法的优缺点，并配上了代码片段来演示溢出检测和饱和处理的实际代码逻辑。这对于那些准备在嵌入式系统或FPGA上部署算法的人来说，是无可替代的实战经验总结。另外，书中对实时系统的约束条件的讨论非常到位，它清晰地指出了在有限的时钟周期内，哪些算法是可行的，哪些必须被简化或替代。这种对工程约束的深刻理解，使得书中的设计方案都带有很强的可行性和鲁棒性。它教会我的，不仅仅是DSP的原理，更是一种将数学模型转化为稳定、高效的工程产品的思维方式。这本书无疑是我近年来阅读过的，最能将理论深度与工程实践紧密结合的教材之一。

评分☆☆☆☆☆

我曾尝试阅读过几本国外的经典教材，那些书往往在理论上无懈可击，但在语言和文化背景上与我们总有些隔阂，阅读起来倍感吃力。这本书的语言风格则非常“接地气”，它没有那种高高在上的学术腔调，更像是邻家学长在手把手教你做实验。比如在讲解双线性变换（Bilinear Transform）将模拟滤波器转换为数字滤波器时，作者用了一个非常形象的比喻来解释它如何“弯曲”频率轴，将无限的模拟频率压缩到奈奎斯特区间内，这个瞬间的顿悟，比我之前苦读公式半小时都要有效。而且，书中对系统稳定性的讨论，也结合了大量的图形分析，比如根轨迹图和伯德图，这些图示的质量非常高，线条清晰，关键点标注明确，使得抽象的稳定性判据变得直观可见。对于自学者而言，这种可视化教学的力量是巨大的。它构建了一种学习的信心，让人相信，即便是面对复杂的Z平面和s平面，也能找到清晰的路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构布局上，体现了作者对学习曲线的精准把握。它的前置知识铺垫得极其充分，第一章花了大量篇幅回顾了必要的复变函数基础和概率论知识，这对于背景不完全是数学或电子工程的学生来说，简直是雪中送炭。这种严谨性保证了后续章节内容的连贯性，没有因为知识断层而产生阅读障碍。特别是当引入现代信号处理中的非线性滤波和盲源分离概念时，作者并没有直接跳入复杂的矩阵运算，而是先用几个实际的音频处理案例来展示“为什么要用这些更复杂的工具”。这种“问题驱动”的学习模式，极大地激发了我对后续章节的好奇心和探索欲。我特别喜欢它在脚注中穿插的一些“延伸阅读”建议，这些推荐的书籍和论文为我打开了更广阔的专业视野，不再局限于书本本身的知识点，而是开始主动构建自己的知识网络。这本书的价值，正在于它提供了一张高质量的地图，而非仅仅是一段被圈定的路线。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，初拿到这本书时，我有些担心内容会过于陈旧，毕竟数字信号处理领域发展迅速。然而，蔡老师的这本书成功地平衡了经典理论的深度与现代应用的前沿性。最让我称赞的是它对现代谱分析方法的介绍，比如快速傅里叶变换（FFT）算法的优化和多重分辨率分析（如小波变换的初步概念）的引入。作者没有简单罗列公式，而是深入探讨了这些工具背后的数学直觉和计算复杂度考量。特别是关于FFT的实现细节，书中给出了清晰的蝶形运算图示，这对于那些需要自己编写底层DSP程序的工程师来说，简直是宝贵的参考资料。此外，书中的习题设置也相当巧妙，它们不仅仅是数值计算，更像是微型的项目挑战，引导读者去思考如何在有限的计算资源下，权衡算法的精度和速度。我花了大量时间在那些关于量化误差和溢出问题的讨论上，这些看似“鸡毛蒜皮”的细节，恰恰是真正在硬件上实现DSP系统时最容易被忽略，也最容易导致系统崩溃的关键点。这本书的深度，在于它敢于触及这些“脏活累活”的工程现实。