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沈卫康，宋宇飞，宋红梅 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302250685

商品编码：29602653934

包装：平装

出版时间：2011-06-01

基本信息

书名：数字信号处理(高等学校应用型特色规划教材)

定价：33.00元

作者：沈卫康,宋宇飞,宋红梅

出版社：清华大学出版社

出版日期：2011-06-01

ISBN：9787302250685

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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本书立足于工程应用型本科的教学实践，系统地讲授了数字信号处理的基本概念、基本原理、重要算法和实现应用。在讲授的过程中，先对离散时间信号和系统进行了时域和频域的分析，强调了DTFT、ZT、DFT等基本变换和性质，然后分析了FFT算法及其应用，另外还重点讲授了IIRDF和FIRDF两种数字滤波器的设计原理、设计方法，并分析了数字系统的结构与误差问题，后对其他特殊滤波器、多采样技术做了介绍。作为独立章节，本书介绍了MATLAB及其在数字信号处理中的应用，并给出了丰富的典型程序。另外，每章均针对各知识点安排了丰富的例题和习题供读者参考。
本书可以作为电子信息类本科专业教材和其他相近专业的教学参考，也可以作为相关领域工程技术人员的参考书。

目录

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绪论
章　时域离散信号与系统
1.1 引言
1.2　时域离散信号——序列
1.2.1　序列的表示方法
1.2.2　常用的典型序列
1.2.3　序列的运算
1.3　时域离散系统
1.3.1 线性系统
1.3.2　时不变系统
1.3.3　线性时不变系统及其输入与输出之间的关系
1.3.4　系统的因果性和稳定性
1.4　时域离散系统的输入与输出描述——线性常系数差分方程
1.4.1 线性常系数差分方程
1.4.2　线性常系数差分方程的求解
1.5　模拟信号的数字处理方法
1.5.1　采样定理及A／D转换器
1.5.2　从离散信号恢复出连续时间信号
本章小结
习题
第2章　时域离散信号与系统的频域分析
2.1　序列的傅里叶变换的定义和性质
2.1.1　序列的傅里叶变换的定义
2.1.2　序列的傅里叶变换的性质
2.2　周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换
2.2.1 周期序列的离散傅里叶级数
2.2.2　周期序列的傅里叶变换表示式
2.3　离散信号的傅里叶变换与模拟信号的傅里叶变换
2.4　序列的三变换
2.4.1　Z变换的定义及收敛域
2.4.2　逆Z变换
2.4.3　Z变换的性质和定理
2.5　利用Z变换分析信号和系统的频域特性
2.5.1　传输函数和系统函数
2.5.2　用系统函数的极点分布分析系统的因果性和稳定性
2.5.3　利用系统的零、极点分布分析系统的频率特性
本章小结
习题
第3章 离散傅里叶变换
3.1　离散傅里叶变换的基本问题
3.1.1　DFT和IDFT的定义
3.1.2　DFT与其他变换的关系
3.1.3　DFT和IDFT的矩阵表示
3.2　离散傅里叶变换的性质
3.2.1　DFT的基本性质
3.2.2　复共轭序列与共轭对称性
3.3　频域采样与插值恢复
3.3.1　频域采样及其影响
3.3.2　频域插值与信号恢复
3.4　DFT基本应用及影响
3.4.1　DFT基本应用
第4章　快速傅里叶变换
第5章　无限长单位脉冲响应数字滤波器(IIR DF)设计
第6章　有限长单位脉冲响应数字滤波器(FIR DF)设计
第8章　其他类型的数字系统
第9章　数字信号处理的MATLAB实现
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(高等学校应用型特色规划教材)》是一本旨在为应用型本科院校学生和工程技术人员提供扎实数字信号处理基础知识和实用技能的教材。本书紧密结合现代通信、控制、雷达、医疗仪器、图像处理、音频处理等众多工程领域的实际应用需求，力求在理论深度与工程实践之间找到最佳平衡点。 本书核心内容涵盖以下几个主要方面： 第一章 引言 本章首先对信号和系统的基本概念进行回顾，区分连续时间信号与离散时间信号，以及连续系统与离散系统。在此基础上，引入数字信号处理（DSP）的定义，阐述其在现代科技中的重要地位和广泛应用。通过生动的实例，例如音频降噪、图像增强、通信信号的解调等，直观地展示DSP所带来的巨大价值。本章还将简要介绍DSP的发展历程和未来趋势，激发读者的学习兴趣，并为后续章节的学习奠定概念基础。 第二章 离散时间信号与系统 本章深入探讨离散时间信号的表示方法，包括序列的定义、分类（如偶信号、奇信号、周期信号、能量信号、功率信号等）及其基本运算。在此基础上，详细介绍离散时间系统的基本性质，如线性、时不变、因果性、稳定性等，并给出判别这些性质的有效方法。特别地，本章会详细阐述卷积运算在LTI（线性时不变）系统分析中的核心作用，包括卷积的定义、性质及计算方法，为理解系统的零状态响应和零输入响应奠定基础。此外，还将介绍一些常见的离散时间信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号等，及其在系统分析中的应用。 第三章 离散傅里叶变换（DFT） 本章是数字信号处理的理论基石之一。首先，介绍傅里叶级数和傅里叶变换在连续时间信号分析中的作用，为理解离散傅里叶变换（DFT）的引入做好铺垫。然后，详细阐述DFT的定义、基本性质（如周期性、线性、对称性、时移性、频移性、卷积性质、帕塞瓦尔定理等）。这些性质不仅有助于理解DFT的数学特性，更在实际应用中提供了简化计算和分析的手段。本章的重点之一是介绍快速傅里叶变换（FFT）算法，重点讲解蝶形运算原理和按时间抽取（DIT）及按频率抽取（DIF）两种基本算法，分析其计算量的优势，以及在实际工程中的重要意义。通过对DFT和FFT的深入学习，读者将能够有效地将时域信号转换到频域进行分析。 第四章 离散时间系统的频率响应 本章将DFT和系统分析紧密结合，探讨离散时间系统在不同频率成分下的行为表现，即系统的频率响应。对于LTI系统，本章将详细推导并解释其频率响应的定义，以及它与系统冲击响应（h[n]）的傅里叶变换之间的关系。读者将学习如何通过频率响应来表征系统的特性，例如通带、阻带、截止频率、带宽等。本章还将介绍如何利用频率响应来分析信号通过系统后的频谱变化，包括幅度变化（增益）和相位变化（延迟）。此外，还将探讨一些特殊系统（如滤波器）的频率响应特性，为后续章节中滤波器的设计打下基础。 第五章 Z变换 Z变换是分析离散时间系统，特别是因果性、稳定性等方面的重要数学工具。本章首先定义Z变换和逆Z变换，并详细讨论收敛域（ROC）的概念及其对系统性质的决定性影响。重点讲解Z变换的性质，如线性、时移、尺度变换、微分、卷积等，并分析这些性质在简化系统分析过程中的作用。本章还将重点介绍如何利用Z变换来求解线性常系数微分方程描述的离散时间系统，并深入探讨LTI系统的因果性、稳定性与Z平面上极点和零点位置之间的关系。Z变换的应用将贯穿后续章节，为系统设计和分析提供强有力的数学框架。 第六章 离散傅里叶级数（DFS）与离散时间傅里叶变换（DTFT） 本章对傅里叶分析的工具进行补充和拓展。首先介绍离散傅里叶级数（DFS），它用于表示周期性的离散时间信号，并将其分解为一系列离散的频率分量。随后，深入讲解离散时间傅里叶变换（DTFT），它是连续傅里叶变换在离散时间信号上的推广，用于表示非周期性离散时间信号的频谱。本章将详细推导DFS和DTFT的定义、性质，以及它们与DFT之间的关系。理解DFS和DTFT有助于更全面地认识信号在不同频率域的分布特征，并为理解DFT的采样特性提供理论依据。 第七章 有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器设计 滤波器是数字信号处理中最核心的应用之一。本章专注于有限长单位脉冲响应（FIR）滤波器的设计方法。首先，阐述FIR滤波器的基本原理、优点（如线性相位特性）和缺点。随后，详细介绍几种常用的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等），以及每种窗函数的特性及其对滤波器性能的影响。进一步，介绍更精确的设计方法，如频率采样法和最优逼近法（如Parks-McClellan算法），并分析这些方法的优劣和适用范围。本章将通过具体的算例，指导读者如何根据设计指标（如通带/阻带衰减、过渡带宽度等）选择合适的滤波器类型和设计参数。 第八章 无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器设计 本章介绍无限长单位脉冲响应（IIR）滤波器的设计。IIR滤波器通常比FIR滤波器使用更少的系数就能达到相同的滤波效果，但其相位特性不如FIR滤波器。本章首先阐述IIR滤波器的基本原理和特性，并重点介绍几种常用的IIR滤波器设计方法，包括脉冲不变法、双线性变换法以及冲激响应不变法。通过这些方法，可以将已有的模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的系统函数转换为数字滤波器的系统函数。本章还将分析这些设计方法的优缺点，以及在实际应用中的注意事项，如频谱混叠等问题。 第九章 采样定理与重建 采样是将连续时间信号转化为离散时间信号的关键步骤，也是数字信号处理的基础。本章将详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释采样频率与信号最高频率之间的关系，以及欠采样或过采样可能导致的现象，如混叠（aliasing）。在此基础上，介绍信号的重建过程，即如何从采样后的离散信号中恢复原始连续信号，重点讲解插值滤波器在信号重建中的作用。本章还将讨论实际采样过程中可能遇到的问题，如采样保持，以及采样信号的量化过程，为更深入的信号处理奠定基础。 第十章 离散卷积的快速算法 本章将DFT/FFT算法的应用延伸到离散卷积的计算。直接计算离散卷积的复杂度较高，而利用FFT算法进行循环卷积，并将其应用于线性卷积的计算，可以大大提高计算效率。本章详细讲解如何通过分块卷积、重叠-保留法（Overlap-Save）和重叠-相加法（Overlap-Add）等方法，利用FFT实现快速线性卷积。这些快速算法在实际工程中，尤其是在处理长序列的卷积运算时，具有至关重要的意义。 第十一章 典型应用实例 本章旨在展示数字信号处理在现实世界中的广泛应用。通过一系列具体的案例，帮助读者理解和巩固前面所学的理论知识。例如，本章将深入探讨： 音频信号处理： 包括音频压缩（如MP3）、回声消除、语音识别、音频效果增强等。 图像信号处理： 包括图像增强、边缘检测、图像压缩（如JPEG）、图像去噪等。 通信系统： 如调制解调、信道均衡、误码率分析等。 其他领域： 如生物医学信号处理（如心电图、脑电图分析）、雷达信号处理、控制系统中的数字控制器设计等。 通过这些实际案例的分析，读者可以清晰地看到DSP技术如何解决工程难题，提升产品性能。 本书的特点： 应用导向： 紧密结合现代工程技术的发展，突出DSP在各个领域的实际应用。 理论与实践结合： 在讲解基本理论的同时，辅以大量算例和图示，帮助读者理解抽象概念。 特色规划： 作为应用型特色规划教材，注重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。 循序渐进： 内容组织从基础概念到复杂算法，逻辑清晰，易于学习。 丰富的习题： 每章配有适量的习题，巩固学习效果。 本书适合作为高等院校应用型本科生、研究生以及从事相关领域工程技术人员的教材或参考书。通过学习本书，读者将能够掌握数字信号处理的核心理论和方法，为进一步深入学习和开展相关工程应用打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深的感受就是其“特色”之处。在当前信息爆炸的时代，能够静下心来学习一门专业性如此强的学科，真的需要一本能够引导我们拨开迷雾的书。《数字信号处理》在这方面做得非常出色。它不像一些过于陈旧的书籍，内容不够新颖，也不像一些过于前沿的书籍，门槛过高。它恰到好处地找到了理论深度和实践应用之间的平衡点。书中对一些现代数字信号处理技术，如自适应滤波、小波变换等，都有提及，并且给出了相对易于理解的介绍，让我看到了这个学科广阔的应用前景。我特别喜欢书中最后几章关于实际案例分析的内容，这些案例涵盖了通信、图像处理、生物医学等多个领域，让我切实感受到数字信号处理在现代科技中的重要作用。这本书就像一座桥梁，连接了抽象的数学理论和生动的工程实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容编排非常有条理，逻辑性极强，读起来让人感觉非常顺畅。从最基础的采样定理，到各种滤波器的设计与实现，再到更复杂的变换和应用，每一个章节都紧密衔接，层层递进。作者在处理概念时，总是会先给出清晰的定义，然后通过深入浅出的讲解，阐述其内在的原理和数学依据，最后再结合具体的实例来巩固理解。我尤其欣赏书中对一些关键概念的阐释，比如“离散时间傅里叶变换”和“快速傅里叶变换”，作者并没有简单地给出公式，而是花了大量的篇幅去解释它们之间的联系与区别，以及它们各自的优势和适用场景。这种细致的讲解方式，让我能够深刻地理解这些概念的精髓，而不仅仅是停留在记忆层面。此外，书中对一些常见问题的解答也非常到位，感觉作者非常了解读者的学习难点，并提前做好了准备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量真的相当不错，纸张厚实，触感舒服，字迹清晰，排版也很合理，阅读起来不费眼。我拿到手后，迫不及待地翻阅了几页，立刻被那种严谨而又生动的讲解方式所吸引。作者在介绍概念时，并没有直接抛出复杂的公式，而是先从生活中的实际例子入手，比如声音的压缩、图像的锐化等等，让人很容易理解这些抽象的理论是如何应用的。接着，再逐步引入数学模型和算法，这个过渡非常自然，一点也不突兀。我特别喜欢书中那种“循序渐进”的学习路径，感觉像是有一个经验丰富的老师在一步步地引导我，让我能够扎实地掌握每一个知识点。而且，书中配有很多高质量的插图和图表，这些视觉化的辅助材料大大降低了理解难度，让我能更直观地把握复杂的概念。我之前也看过一些数字信号处理的书，但总是感觉枯燥难懂，这本书给我带来了全新的体验，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的瞬间，我就被它那种严谨的学术氛围所吸引。封面的设计简洁大气，标题醒目，一看就知道是精心编排的学术著作。翻开书页，扑面而来的是清晰的字体和规范的排版，没有任何多余的装饰，每一个公式、每一个符号都显得那么精准和有力。作者在阐述每一个理论点时，都力求做到严谨而不失生动。对于那些容易混淆的概念，比如“频率分辨率”和“时间分辨率”，作者会通过生动的比喻和形象的插图来帮助读者理解，而不是生硬地堆砌公式。我最喜欢的一点是，书中对每一个算法的推导过程都非常详尽，每一个步骤都清晰可见，让我能够追根溯源，真正理解算法的由来，而不是仅仅停留在“知其然而不知其所以然”的层面。这对于深入理解和掌握数字信号处理的核心技术至关重要。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初选择这本书，很大程度上是被它的“应用型”这个定位所吸引。很多理论书籍过于侧重数学推导，读起来像是在啃一本数学手册，让人望而却步。而这本《数字信号处理》则完全不同，它非常注重理论与实践的结合。在讲解每一个算法的时候，作者都会给出详细的 MATLAB 代码示例，并且对代码的每一部分都做了清晰的注释。这对于我这种动手能力比较强，喜欢通过实践来加深理解的读者来说，简直是福音。我尝试着运行了书中几个核心的算法，比如傅里叶变换、滤波器设计等等，发现代码运行得非常流畅，而且输出的结果也与书中的理论分析完美契合。更重要的是，这些示例代码不仅仅是简单的演示，它们还包含了实际应用中可能遇到的各种细节和注意事项，这让我学到了很多课本上学不到的“干货”。这本书就像一个贴心的助手，不仅教会我“是什么”，更教会我“怎么做”。