時頻測量技術及應用 梁文海,秦爽 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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梁文海，秦爽 著

圖書標籤:

• 時頻分析
• 信號處理
• 測量技術
• 雷達信號
• 聲學信號
• 生物醫學信號
• 通信信號
• 機械故障診斷
• 數據分析
• 科學齣版社

店鋪： 北尚圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030528148

商品編碼：29543895117

包裝：平裝

齣版時間：2018-02-01

基本信息

書名:時頻測量技術及應用

定價：79.00元

售價：60.8元,便宜18.2元,摺扣76

作者:梁文海,秦爽

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2018-02-01

ISBN：9787030528148

字數：

頁碼：192

版次：01

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要介紹時頻測量基本原理與方法以及時頻技術在常見物理量測量中的測量原理、方法與應用，包括電壓測量、溫度測量、濕度測量、微位移測量以及壓力與拉力的測量等。同時介紹瞭時頻技術在現代超聲測距、基於IEEE802.11協議測距測嚮以及室內定位等新技術中的應用，給齣瞭時頻測量技術研究成果以及在超聲測距、基於IEEE802.11協議測距測嚮以及室內定位等具體實現方法、算法等。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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時頻分析的理論基石與前沿探索 《時頻測量技術及應用》並非一本孤立存在於書架上的技術手冊，它更像是一扇窗，嚮我們展示瞭如何深刻理解和高效利用信號在時間和頻率兩個維度上的豐富信息。信號，作為信息的載體，其本質在於變化。而我們之所以需要時頻分析，正是因為許多重要的信號特徵，例如瞬態的、非平穩的，僅僅通過單一維度的分析（純粹的時域或純粹的頻域）是無法完整揭示的。一如音樂，我們既需要感受鏇律的起伏變化（時域），也需要分辨不同樂器發齣的音色（頻域），而時頻分析則如同一個高明的指揮傢，能夠同時把握節奏與音色，將音樂的精髓淋灕盡緻地呈現齣來。 本書的編寫，旨在為讀者構建一個紮實的理論基礎，並在此基礎上引領讀者探索時頻分析的廣闊應用天地。它不僅是對現有技術的梳理與總結，更是對未來發展方嚮的一種前瞻性思考。 第一部分：時頻分析的理論基石 深入理解時頻分析，首先需要迴溯其曆史淵源和核心概念。從傅裏葉變換的革命性突破開始，人類學會瞭將復雜的信號分解為一係列簡單的正弦波的疊加。這極大地簡化瞭信號的分析，使得我們能夠研究信號的整體頻譜特徵。然而，傅裏葉變換有一個固有的局限性，即它丟失瞭信號産生這些頻率成分的時間信息。換句話說，它隻能告訴我們“有哪些頻率成分”，卻無法告訴我們“這些頻率成分在何時齣現”。 為瞭彌補這一不足，短時傅裏葉變換（Short-Time Fourier Transform, STFT）應運而生。STFT的核心思想是“局部化”，它將整個信號分割成若乾個小段，對每一小段分彆進行傅裏葉變換。通過觀察不同時間段內的頻譜變化，我們得以窺探信號的時頻特性。然而，STFT也存在固有的“時頻分辨率積”的限製，即在時間和頻率兩個維度上的分辨率是相互製約的。如果我們在時間上分割得越細，頻率分辨率就會越差；反之亦然。這就像用一把尺子測量，你不可能同時精確地測量到物體的長度和寬度。 為瞭突破STFT的局限，小波變換（Wavelet Transform）應運而生，它被譽為時頻分析領域的一場革命。與STFT使用固定的窗口函數不同，小波變換采用的是可伸縮、可移動的“母小波”。通過對母小波進行拉伸（改變尺度）和移動，小波變換能夠實現“多分辨率分析”。這意味著，它能夠在高頻部分獲得良好的時間分辨率，而在低頻部分獲得良好的頻率分辨率。這種“自適應”的特性，使得小波變換在分析具有瞬態特徵或多尺度特性的信號時，展現齣無與倫比的優勢。本書將詳細闡述不同類型的小波（如Haar小波、Morlet小波、Mexican Hat小波等）的數學性質，以及它們在具體應用中的選擇依據。 除瞭STFT和小波變換，本書還將介紹一些其他重要的時頻分析方法，例如Wigner-Ville分布（WVD）及其改進版本。WVD能夠提供非常高的時頻分辨率，尤其適用於分析非平穩信號。然而，它也存在“交叉項”的問題，即在信號成分較多時，會齣現一些不存在於實際信號中的虛假成分，從而乾擾對信號的解讀。因此，理解WVD的優缺點以及如何通過改進算法來剋服其局限性，是掌握這一技術的重要環節。 此外，非平穩信號的建模與分析也是本書關注的重點。許多實際信號，如語音、心電信號、地震波等，其統計特性會隨著時間發生變化。本書將介紹如何利用時頻錶示來捕捉這些動態變化，並在此基礎上構建更精確的信號模型。 第二部分：時頻測量技術的精髓 理論固然重要，但最終的應用離不開具體的測量技術。本書將深入剖析各種時頻測量技術的實現細節和關鍵要素。 首先，在硬件層麵，高效的時頻測量需要高性能的信號采集設備。這包括高采樣率的模數轉換器（ADC）、低噪聲的放大器以及精確的同步機製。這些硬件構成瞭捕捉瞬息萬變信號的“眼睛”和“耳朵”。 其次，在軟件算法層麵，本書將詳細介紹如何有效地實現STFT、小波變換和WVD等算法。這包括窗口函數的選擇、分解層數的確定、重構算法的設計等。對於STFT，將討論不同窗口函數的優缺點（如矩形窗、漢寜窗、海明窗等）及其對分析結果的影響。對於小波變換，將詳細介紹其離散化過程，如離散小波變換（DWT）和連續小波變換（CWT），並探討不同小波族的選擇標準。 本書還將重點探討時頻分析在信號降噪、特徵提取和目標識彆等方麵的應用。例如，在語音信號處理中，可以通過時頻分析來去除背景噪聲，並提取齣能夠代錶說話人身份的聲學特徵。在醫學信號分析中，時頻分析能夠幫助醫生識彆齣病變區域的心電圖或腦電圖異常。 此外，針對實際應用中可能遇到的挑戰，如計算復雜度、實時性要求等，本書也將提供相應的解決方案。例如，介紹快速算法（如快速傅裏葉變換，FFT）和並行計算技術如何加速時頻分析的進程。對於實時性要求極高的應用，例如雷達信號處理或通信係統，如何設計高效的在綫時頻分析算法將是重點探討的內容。 第三部分：時頻技術的廣闊應用 時頻分析的強大之處在於其廣泛的應用前景，幾乎滲透到科學技術的各個領域。本書將通過豐富的實例，生動地展示時頻技術在不同領域的具體應用。 通信領域： 在移動通信、無綫傳感網絡等領域，信號往往是非平穩的，且頻譜資源有限。時頻分析能夠幫助我們精確地監測和分析信號的頻譜變化，實現更有效的頻譜利用和乾擾抑製。例如，OFDM（正交頻分復用）技術在很大程度上就依賴於對信號時頻特性的深刻理解。 生物醫學工程： 語音信號分析、心電信號（ECG）、腦電信號（EEG）、肌電信號（EMG）等都具有顯著的時頻特性。時頻分析可以用於疾病的診斷和監測，例如識彆心律失常、癲癇發作等。 機械工程與故障診斷： 機械設備的運行過程中會産生振動信號，這些信號的時頻特性與設備的健康狀況密切相關。通過時頻分析，可以檢測齣設備早期發生的微小故障，從而進行預防性維護，避免重大事故的發生。例如，分析軸承、齒輪的振動信號，識彆其磨損或損壞的跡象。 地球物理與環境監測： 地震波、聲納信號等都是重要的時頻分析對象。例如，在地震勘探中，時頻分析能夠幫助研究人員區分不同地質層的信號特徵。在環境監測中，也可以用於分析水下聲音信號，識彆海洋生物或人為活動。 圖像處理與計算機視覺： 雖然圖像是二維的，但其本質也可以看作是時頻域的擴展。時頻分析技術可以應用於圖像的去噪、增強、特徵提取以及目標檢測等任務。 金融信號分析： 金融市場數據，如股票價格、交易量等，也錶現齣非平穩的特性。時頻分析可以用於識彆市場中的趨勢、周期和異常波動，為投資決策提供依據。 本書在介紹這些應用時，不僅僅是簡單列舉，而是會深入剖析其背後的原理，以及如何利用時頻技術解決實際問題。例如，在故障診斷中，會詳細介紹如何根據特定的故障模式在時頻圖上産生的特徵來準確判斷故障類型。 結語 《時頻測量技術及應用》旨在為讀者提供一個全麵、深入、實用的時頻分析學習平颱。無論是對基礎理論的渴望，還是對實際應用的需求，本書都將是您不可多得的參考。我們希望通過本書的閱讀，讀者能夠掌握時頻分析的核心思想，理解各種經典與前沿的時頻分析方法，並能夠將其靈活地應用於各自的研究和工作領域，從而更有效地洞察和駕馭信息世界的瞬息萬變。這不僅是一門技術，更是一種看待世界、理解信號的全新視角。

評分☆☆☆☆☆

從行文風格來看，作者（們）展現齣瞭一種罕見的學術嚴謹性和清晰的敘事節奏感。全書的語言是極其精準的，每一個術語的齣現都似乎經過瞭反復斟酌，沒有一句廢話，也沒有模糊不清的錶達。這種剋製而精確的文字風格，使得信息的傳遞效率非常高。更值得稱贊的是，盡管主題非常專業，但作者似乎時刻都記著讀者可能存在的知識盲區，因此在關鍵轉摺點總會適時地插入“背景知識迴顧”或者“注意事項”的小提示框，這些細節極大地提升瞭閱讀的連貫性。這種對讀者體驗的體貼，是很多技術書籍所缺乏的。它讓原本冷硬的科學知識，變得更容易被接受和消化，體現齣作者深厚的教學功底和對讀者群體的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵色彩的運用非常專業，那種深沉的藍色調和少許的金色點綴，一下子就抓住瞭讀者的眼球，顯得既嚴謹又不失現代感。翻開內頁，紙張的質地也讓人感到舒適，印刷的清晰度極高，即便是那些復雜的數學公式和精密的圖錶，也絲毫不含糊，這對於我們這種需要反復研讀技術細節的讀者來說，簡直是福音。而且，這本書的版式布局處理得相當到位，正文的行距和字號都經過瞭細緻的考量，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞。我特彆留意瞭目錄的編排，結構層次感非常分明，從基礎概念的引入到深入到具體的技術實現，邏輯推進得極其自然流暢，這錶明作者在內容組織上花費瞭巨大的心力，確保讀者能夠循序漸進地掌握這門高深的學問。整體來看，光是這份對閱讀體驗的重視，就足以看齣齣版方和作者對這本書質量的信心與投入，絕對稱得上是一本值得收藏的精品。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超齣瞭它的價格，它更像是一部工具箱，而不是一本單純的教科書。我尤其關注瞭其中關於係統設計與誤差分析的章節，這部分內容往往是其他同類書籍中一帶而過的。但在這裏，作者對測量係統的固有局限性進行瞭深入的剖析，從采樣率的選擇到窗口函數的特性影響，再到最終結果的置信區間評估，都給齣瞭詳實的數學模型和工程經驗判斷。這使得讀者在進行實際係統搭建時，能夠更早地預見到潛在的性能瓶頸，並采取針對性的預案。這種“未雨綢繆”的指導思想，是隻有真正經曆過大量工程實踐的人纔能總結齣來的寶貴財富。對於那些需要設計高精度測量係統的工程師和研究生來說，這本書無疑提供瞭一個極具價值的參考基準和決策依據。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，尤其是在“應用”這部分的處理上，簡直可以用“庖丁解牛”來形容。它沒有滿足於介紹標準的傅裏葉變換或者短時傅裏葉變換，而是深入到瞭更前沿、更復雜的信號處理技術中去。我特彆欣賞作者對實際工程挑戰的洞察力，書中涵蓋瞭噪聲抑製、瞬態信號識彆、多源信號分離等多個現實世界中經常遇到的棘手問題。這些案例的選取非常具有代錶性，而且提供的解決方案詳盡而務實，不僅僅停留在理論層麵，更是提供瞭具體的算法實現思路，甚至暗示瞭在特定硬件平颱上的優化方嚮。讀完這些章節，我感覺自己像是完成瞭一次高強度的實戰訓練營，對如何將書本知識轉化為解決實際問題的能力，有瞭質的飛躍，這比單純記憶公式要寶貴得多。

評分☆☆☆☆☆

我剛開始接觸這個領域時，最頭疼的就是理論知識的碎片化和實驗數據的難以捕捉。市麵上很多教材要麼過於偏重理論推導，公式堆砌得讓人望而生畏，要麼就是隻講應用案例，缺乏背後的原理支撐。而這本書的厲害之處就在於，它完美地架起瞭一座連接理論與實踐的堅實橋梁。它沒有迴避那些晦澀難懂的數學工具，而是用一種近乎“引導”的方式，逐步拆解這些工具的物理意義和工程含義。比如，它在講解某些時頻分析算法時，不僅僅給齣瞭公式，還通過巧妙的類比，將抽象的時頻分布函數具象化，讓人一下子就能明白“為什麼需要這個變換”以及“這個變換能解決什麼問題”。這種教學方法極大地降低瞭學習麯綫，讓初學者也能快速入門，同時又不犧牲專業深度，對有經驗的工程師來說，也能從中找到新的啓發點，重新審視自己過去的處理方式。