數字信號處理 蔡坤寶著 9787121047633 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔡坤寶著 著

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121047633

商品編碼：29523110256

包裝：平裝

齣版時間：2007-08-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：39.80元

作者：蔡坤寶著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2007-08-01

ISBN：9787121047633

字數：999600

頁碼：392

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地闡述瞭數字信號處理所涉及的信號與係統分析和係統設計的基本理論、基本分析與設計方法、基本算法和處理技術。全書共10章，主要內容包括：離散時間信號與係統的基本概念，離散時間信號與係統的變換域分析，包括z變換和離散時間傅裏葉變換、連續時間信號的抽樣與重建，離散傅裏葉變換及其快速算法(FFT)，數字濾波器實現的基本結構，IIR和FIR 數字濾波器的設計原理與基本設計方法，數字信號處理中的有限字長效應，多抽樣率數字信號處理。本書配有多媒體電子課件、英文版教學大綱、習題指導與實驗手冊。
　　本書可以作為電子與通信相關專業的本科數字信號處理課程中英文雙語教學的教材，或中文授課的英文版教學參考書，也可供從事數字信號處理的工程技術人員學習參考。本書尤其適閤初步開展數字信號處理課程中英文雙語授課的教師與學生選用。

目錄

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作者介紹

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蔡坤寶，博士，重慶大學通信工程學院教授，信號與信息處理碩士學位點負責人。多年來緻力於信號的産生與處理、生物組織粘彈性波動的有限元分析、現代信號處理及其應用和人工神經網絡等方麵的研究工作。十餘年來，積極探索和實施中英文雙語教學，現任重慶市級精品課程“信

文摘

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序言

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《信號的奧秘：現代通信與信息處理的基石》 在人類文明的漫長進程中，我們從未停止過對世界萬象的探索與理解。從遠古時期對自然現象的觀察，到如今利用精密儀器洞察微觀粒子，知識的邊界不斷拓展，而信息，作為這一切認知與交流的載體，其重要性不言而喻。當我們將目光聚焦於信息傳遞與處理的現代科學技術時，一個核心的概念便躍然紙上——信號。無論是聲音的傳播、圖像的顯現，還是數據的傳輸，抑或是生命體的生理活動，無不以信號的形式存在、演化與被解讀。 《信號的奧秘：現代通信與信息處理的基石》正是這樣一部旨在揭示信號本質，展現其在現代科技領域廣泛應用與深遠影響的著作。它並非是某個具體學科的入門手冊，也不是某個特定算法的詳細講解，而是立足於信號這一普遍概念，勾勒齣其背後蘊含的數學原理、處理方法及其在各個科技分支中的關鍵作用。這本書帶領讀者跨越學科界限，從一個更宏觀、更基礎的視角來理解我們所處的信息化時代。 第一部分：信號的本質與數學描述 本書的開篇，我們將深入探討“什麼是信號？”。信號並非隻是抽象的數學模型，它源於現實世界，是物理現象、生物活動、乃至社會經濟現象的具象化錶現。從最簡單的聲波、光波，到復雜的腦電波、心電圖，再到互聯網上傳輸的海量數據流，它們都具備信號的共性。我們將從這些具體的例子齣發，引申齣信號的數學定義，認識到信號可以被錶示為時間的函數，或者空間上的分布。 接著，我們會詳細介紹描述信號的數學工具。這並非枯燥的公式堆砌，而是通過直觀的圖示和貼切的比喻，揭示傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心概念的內在邏輯。我們理解，傅裏葉變換並非僅僅是將信號分解為不同頻率的正弦波，它更是將信號從“時域”的視角轉換到“頻域”的視角，如同將一首樂麯從演奏的順序（時域）轉換為由不同音高組成的和弦（頻域），揭示瞭隱藏在時間維度下的頻率信息。這種視角轉換，為我們理解信號的特性、進行信號分析和處理提供瞭強大的武器。 我們會探討信號的分類，例如連續信號與離散信號、模擬信號與數字信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號。理解這些分類，有助於我們選擇閤適的分析方法和處理工具。例如，數字信號的齣現，標誌著信息處理進入瞭一個全新的時代，它帶來瞭更高的精度、更強的抗乾擾能力和更便捷的存儲與傳輸。 第二部分：信號的分析與處理 有瞭信號的數學描述，我們便可以開始對其進行深入的分析。本書將引導讀者理解信號的各種特性，如幅度、頻率、相位、能量、功率等。這些特性，如同信號的“身份證”，決定瞭信號的性質以及它所能承載的信息。 信號的“處理”，是本書的核心內容之一。我們將介紹一係列經典的信號處理技術，但齣發點並非算法本身，而是這些技術所解決的問題。例如，濾波器的作用是什麼？它為何能區分有用信號與噪聲？我們將從物理意義上解釋低通、高通、帶通、帶阻濾波器的作用，以及它們在去除噪聲、提取特定頻率成分方麵的不可或缺。 捲積，這個在信號處理領域頻繁齣現的概念，也將得到深入淺齣的闡釋。它不僅僅是兩個函數之間的積分運算，更是係統響應輸入信號的本質體現。理解捲積，就如同理解一個“黑箱”係統如何根據輸入的信號産生輸齣的信號。 本書還將涉及信號的采樣與重建。為什麼需要采樣？采樣率與信號帶寬之間有什麼關係？奈奎斯特-香農采樣定理為何如此重要？我們將詳細解釋這個定理，以及它在數字信號處理中的基石地位。同時，我們也會探討信號重建的技術，確保從離散的樣本中能夠盡可能準確地恢復原始信號。 第三部分：信號處理在現代科技中的應用 信號處理的強大之處，在於它能夠解決現實世界中的無數挑戰。本書將從多個維度展現信號處理技術的廣泛應用。 通信係統： 這是信號處理技術最直觀的展現舞颱。從最初的電報、電話，到如今的無綫通信、衛星通信，信號的産生、編碼、調製、傳輸、解調、解碼等每一個環節，都離不開精妙的信號處理算法。本書將探討如何利用信號處理技術實現高效的信號傳輸，如何剋服信道噪聲和乾擾，如何實現多用戶共享通信資源。 圖像與視頻處理： 我們每天接觸的圖像和視頻，本質上都是二維或三維的信號。圖像的去噪、增強、壓縮，視頻的編碼、解碼，人臉識彆、目標檢測等，都依賴於先進的信號處理技術。我們將剖析這些技術的原理，例如JPEG圖像壓縮如何利用離散餘弦變換（DCT）來去除冗餘信息，H.264/AVC視頻編碼如何利用運動估計和變換編碼來提高壓縮效率。 音頻信號處理： 音樂欣賞、語音識彆、降噪技術、音頻特效製作，都與音頻信號處理息息相關。本書將介紹音頻信號的數字化過程，以及如何利用傅裏葉分析來理解音色、音高，如何利用濾波器來優化音質。 生物醫學工程： 生命體的活動本身就是一個復雜的信號係統。心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）等生理信號的采集與分析，對於疾病的診斷和治療至關重要。本書將展示信號處理技術在這些醫學信號分析中的應用，例如如何從腦電信號中提取齣與特定認知活動相關的特徵。 其他領域： 除瞭上述領域，信號處理技術還廣泛應用於雷達、聲納、地震勘探、金融數據分析、機器學習等眾多領域。本書將簡要介紹這些應用，展現信號處理技術的普適性與強大生命力。 結語：開啓探索信號世界的旅程 《信號的奧秘：現代通信與信息處理的基石》並非一本教科書，它更像是一次引人入勝的探索之旅。它不要求讀者具備深厚的數學功底，而是通過清晰的邏輯、豐富的實例和生動的比喻，帶領讀者領略信號處理的魅力。本書旨在激發讀者對信息科學的興趣，幫助他們理解現代科技背後的基本原理，並為進一步深入學習相關領域打下堅實的基礎。 在信息爆炸的時代，理解信號，就是理解信息，就是理解我們所處的這個快速發展的世界。希望本書能為您打開一扇新的窗戶，讓您在紛繁復雜的信息流中，洞察到那隱藏在信號背後的深刻規律與無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理》真是讓人耳目一新。作者在深入淺齣地講解那些復雜的傅裏葉變換、Z變換以及各種濾波器設計原理時，總能找到一種獨特的敘事方式，仿佛在和一位經驗豐富的老教授麵對麵交流。我尤其欣賞它對理論與實踐結閤的重視，書中那些精心挑選的例子，不僅僅是教科書式的推導，更是貼近工程實際的場景重現。比如在講解FIR濾波器設計時，作者不僅細緻地剖析瞭窗函數法的優缺點，還通過對比不同窗函數在實際信號去噪中的錶現，讓人對“為什麼選擇這個窗”有瞭深刻的理解。這種由錶及裏、層層遞進的講解結構，極大地降低瞭初學者理解高深概念的門檻。即便是我在第一次接觸某些特定算法，比如最小均方（LMS）自適應濾波時，也能通過作者清晰的框圖和穩態誤差分析，迅速抓住其核心思想。整本書的編排邏輯非常流暢，從離散時間信號的錶示，到變換域分析，再到濾波器的設計與實現，每一步都銜接得恰到好處，讓人感覺知識體係的構建是如此自然和堅實。我感覺這不是一本用來應付考試的書，而是一本可以放在案頭，隨時查閱並能從中汲取新思路的工具書。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最看重一本技術書籍是否能夠激發我的動手能力。這本書在這方麵做得非常齣色，它不僅僅停留在“如何設計”的層麵，更深入探討瞭“如何實現”和“如何調試”。例如，在介紹定點運算對DSP性能的影響時，作者詳細列舉瞭定點數錶示法的優缺點，並配上瞭代碼片段來演示溢齣檢測和飽和處理的實際代碼邏輯。這對於那些準備在嵌入式係統或FPGA上部署算法的人來說，是無可替代的實戰經驗總結。另外，書中對實時係統的約束條件的討論非常到位，它清晰地指齣瞭在有限的時鍾周期內，哪些算法是可行的，哪些必須被簡化或替代。這種對工程約束的深刻理解，使得書中的設計方案都帶有很強的可行性和魯棒性。它教會我的，不僅僅是DSP的原理，更是一種將數學模型轉化為穩定、高效的工程産品的思維方式。這本書無疑是我近年來閱讀過的，最能將理論深度與工程實踐緊密結閤的教材之一。

評分☆☆☆☆☆

我曾嘗試閱讀過幾本國外的經典教材，那些書往往在理論上無懈可擊，但在語言和文化背景上與我們總有些隔閡，閱讀起來倍感吃力。這本書的語言風格則非常“接地氣”，它沒有那種高高在上的學術腔調，更像是鄰傢學長在手把手教你做實驗。比如在講解雙綫性變換（Bilinear Transform）將模擬濾波器轉換為數字濾波器時，作者用瞭一個非常形象的比喻來解釋它如何“彎麯”頻率軸，將無限的模擬頻率壓縮到奈奎斯特區間內，這個瞬間的頓悟，比我之前苦讀公式半小時都要有效。而且，書中對係統穩定性的討論，也結閤瞭大量的圖形分析，比如根軌跡圖和伯德圖，這些圖示的質量非常高，綫條清晰，關鍵點標注明確，使得抽象的穩定性判據變得直觀可見。對於自學者而言，這種可視化教學的力量是巨大的。它構建瞭一種學習的信心，讓人相信，即便是麵對復雜的Z平麵和s平麵，也能找到清晰的路徑。

評分☆☆☆☆☆

這本書在結構布局上，體現瞭作者對學習麯綫的精準把握。它的前置知識鋪墊得極其充分，第一章花瞭大量篇幅迴顧瞭必要的復變函數基礎和概率論知識，這對於背景不完全是數學或電子工程的學生來說，簡直是雪中送炭。這種嚴謹性保證瞭後續章節內容的連貫性，沒有因為知識斷層而産生閱讀障礙。特彆是當引入現代信號處理中的非綫性濾波和盲源分離概念時，作者並沒有直接跳入復雜的矩陣運算，而是先用幾個實際的音頻處理案例來展示“為什麼要用這些更復雜的工具”。這種“問題驅動”的學習模式，極大地激發瞭我對後續章節的好奇心和探索欲。我特彆喜歡它在腳注中穿插的一些“延伸閱讀”建議，這些推薦的書籍和論文為我打開瞭更廣闊的專業視野，不再局限於書本本身的知識點，而是開始主動構建自己的知識網絡。這本書的價值，正在於它提供瞭一張高質量的地圖，而非僅僅是一段被圈定的路綫。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，初拿到這本書時，我有些擔心內容會過於陳舊，畢竟數字信號處理領域發展迅速。然而，蔡老師的這本書成功地平衡瞭經典理論的深度與現代應用的前沿性。最讓我稱贊的是它對現代譜分析方法的介紹，比如快速傅裏葉變換（FFT）算法的優化和多重分辨率分析（如小波變換的初步概念）的引入。作者沒有簡單羅列公式，而是深入探討瞭這些工具背後的數學直覺和計算復雜度考量。特彆是關於FFT的實現細節，書中給齣瞭清晰的蝶形運算圖示，這對於那些需要自己編寫底層DSP程序的工程師來說，簡直是寶貴的參考資料。此外，書中的習題設置也相當巧妙，它們不僅僅是數值計算，更像是微型的項目挑戰，引導讀者去思考如何在有限的計算資源下，權衡算法的精度和速度。我花瞭大量時間在那些關於量化誤差和溢齣問題的討論上，這些看似“雞毛蒜皮”的細節，恰恰是真正在硬件上實現DSP係統時最容易被忽略，也最容易導緻係統崩潰的關鍵點。這本書的深度，在於它敢於觸及這些“髒活纍活”的工程現實。