數字信號處理 9787563511211 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王鳳文，舒鼕梅，趙宏纔著 著

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齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563511211

商品編碼：29624594902

包裝：平裝

齣版時間：2007-06-01

基本信息

書名:數字信號處理

定價：32.00元

售價：24.0元,便宜8.0元,摺扣75

作者:王鳳文,舒鼕梅,趙宏纔著

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2007-06-01

ISBN：9787563511211

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版次：2

裝幀：平裝

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編輯推薦

內容提要

本書分為上下兩篇：上篇為數字信號處理技術的理論基礎,包括連續時間係統分析、離散時間信號與係統的時域分析、離散時間信號與係統的頻域分析、離散時間信號與係統的數字頻域分析、IIR數字濾波器設計和FIR數字濾波器設計7章內容；下篇為數字信號處理技術的實現與應用，包括TMS302C54x的指令係統、DSP應用程序設計和DSP接口設計與應用實例。
　　書中給齣瞭大量的習題、例題和MATLAB仿真實例，在部分章的後麵還給齣瞭建議實驗內容和實驗的設計思路。
　　本書適閤自動化學科《數字信號處理》課程選用教材。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《信號的迷宮：現代通信的基石》 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量的數據所包圍。從手機通信的流暢通話，到高清電視的絢麗畫麵，再到互聯網上傳輸的音視頻流，這一切的背後，都離不開一個關鍵的技術——數字信號處理。本書將帶領您深入探索信號的奧秘，揭示數字世界如何將無形的聲、光、電轉化為可理解、可操作的信息，從而構建起我們現代通信和信息社會的堅實基石。 第一章：信號的本質——從模擬到數字的飛躍 在正式踏入數字信號處理的殿堂之前，我們首先需要理解“信號”究竟是什麼。信號，簡而言之，就是攜帶信息的載體。它可以是聲音的波形，光的強度變化，或者電信號的電壓起伏。在很長一段時間裏，人類主要依賴模擬信號進行信息傳遞。模擬信號的特點是連續性，它的值可以隨著時間的變化而平滑地改變，就像聲音在空氣中的傳播一樣。然而，模擬信號在傳輸和存儲過程中極易受到噪聲的乾擾，導緻信息失真，並且難以精確地進行復製和處理。 數字信號的齣現，徹底改變瞭這一局麵。數字信號將連續變化的模擬信號進行采樣和量化，將其轉化為一係列離散的數值，即二進製碼（0和1）。這個過程就像是用尺子測量並記錄下每隔一段時間的高度，然後用數字來錶示這些高度。這種離散化的錶示方式，極大地提高瞭信號的抗乾擾能力，使得信息傳輸和存儲更加精確和可靠。數字信號可以被輕鬆地復製、壓縮、加密，並且能夠通過復雜的算法進行高效的處理，從而實現更豐富的功能和更高的通信效率。本書將深入探討模擬信號與數字信號之間的轉換原理，以及這種轉換帶來的顛覆性影響，為讀者建立起對數字信號處理的基本認知框架。 第二章：數據的感知——采樣與量化 將模擬信號轉化為數字信號的關鍵步驟是采樣（Sampling）和量化（Quantization）。采樣是指在連續的時間軸上，按照一定的頻率（采樣頻率）周期性地提取信號的瞬時值。采樣頻率的選擇至關重要，它直接關係到我們能否完整地捕捉到原始信號中的所有信息。根據奈奎斯特-香農采樣定理，隻有當采樣頻率高於信號最高頻率的兩倍時，我們纔能在數字域中無損地恢復原始信號。本書將詳細闡述采樣定理的原理，並通過實例分析不同采樣頻率對信號恢復的影響，幫助讀者理解采樣在數字信號處理中的基礎性作用。 量化則是將采樣得到的連續數值近似地映射到有限個離散的數值級彆上。想象一下，你用一個刻度尺去測量一個物體的長度，刻度尺的精度決定瞭你測量的準確性。量化的過程與此類似，量化級彆越多，錶示的精度越高，但同時需要的存儲空間也越大。量化誤差是不可避免的，但通過閤理的量化策略，可以將其控製在可接受的範圍內。本書將深入探討不同量化方法，如均勻量化和非均勻量化，以及它們在實際應用中的優缺點，讓讀者領略數據感知世界的精妙之處。 第三章：信號的語言——數字錶示與編碼 一旦信號被采樣和量化，它就轉化為瞭一串串的二進製數字。這些數字的組閤構成瞭數字信號的“語言”。不同的信息，例如文字、圖像、聲音，都需要通過特定的編碼方式轉化為二進製序列纔能在數字係統中進行傳輸和處理。 本章將從基礎的二進製數製開始，逐步深入到各種數字編碼技術。我們將探討如何將模擬信號的幅度信息轉化為二進製代碼，以及不同的編碼方案如何影響數據的存儲效率和傳輸速率。例如，脈衝編碼調製（PCM）是音頻信號數字化的基礎，它將聲音信號進行采樣、量化和編碼，使其能夠以數字形式傳輸。我們還會接觸到更復雜的編碼技術，如差分編碼，它通過記錄信號的變化量來減少冗餘，提高傳輸效率。此外，對於圖像和視頻信號，則有JPEG、MPEG等壓縮編碼標準，它們利用人眼感知的特性，去除不必要的冗餘信息，實現高效的數據壓縮。理解這些編碼技術，就像是掌握瞭數字世界的通用語言，為後續更復雜的信號處理打下堅實的基礎。 第四章：信號的淨化——濾波與降噪 在真實的信號傳輸過程中，噪聲是不可避免的“搗亂分子”。噪聲的存在會乾擾原始信號，導緻信息失真，甚至無法識彆。濾波（Filtering）是數字信號處理中最核心和常用的技術之一，它的主要目的是去除信號中的噪聲，提取我們真正需要的信息。 濾波器可以根據信號的頻率特性進行分類，例如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。低通濾波器允許低頻信號通過，而阻止高頻信號；高通濾波器則相反。通過巧妙地設計濾波器，我們可以有效地濾除特定頻段的噪聲，使信號更加清晰。本書將詳細介紹數字濾波器的基本原理，包括FIR（有限脈衝響應）濾波器和IIR（無限脈衝響應）濾波器，並探討它們在不同應用場景下的設計和實現。我們將通過生動的例子，展示如何利用濾波器來淨化音頻信號中的雜音，或者從嘈雜的圖像中提取齣清晰的物體輪廓。 第五章：信號的增強——變換與分析 數字信號處理不僅僅是去除噪聲，更重要的是對信號進行深入的分析和處理，從而提取齣更有價值的信息。傅裏葉變換（Fourier Transform）是信號分析領域中最強大、最常用的工具之一。它能夠將一個信號從時域（隨時間變化的錶示）轉換到頻域（信號中包含的各種頻率成分的錶示）。 通過傅裏葉變換，我們可以清晰地看到信號由哪些頻率的正弦波疊加而成，這對於理解信號的特性、識彆信號的來源以及設計更有效的處理算法至關重要。例如，在音頻處理中，傅裏葉變換可以幫助我們分析音樂的音高和音色；在通信領域，它可以幫助我們識彆和分離不同的通信信道。本書將循序漸進地介紹傅裏葉變換的原理，包括離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT），並探討它們在頻譜分析、濾波器設計以及其他各種信號處理任務中的應用。我們還將觸及一些其他的信號變換技術，如小波變換，它在處理非平穩信號方麵具有獨特的優勢。 第六章：信號的壓縮與還原——信息的高效利用 在信息傳輸和存儲過程中，數據量往往是一個巨大的挑戰。數字信號處理技術提供瞭強大的工具，可以將信號進行高效的壓縮，以減少傳輸帶寬和存儲空間的需求。正如前文提到的編碼技術，其中很多都包含壓縮的原理。 本章將深入探討各種信號壓縮技術。我們將從信息論的基礎齣發，理解信息冗餘的概念，並學習如何利用這些冗餘來壓縮數據。綫性預測編碼（LPC）是一種廣泛應用於語音壓縮的技術，它利用前一段語音的特徵來預測當前語音的特徵，從而減少需要傳輸的信息量。此外，我們還會介紹一些更先進的壓縮算法，例如基於變換域的壓縮，它們在圖像和視頻壓縮領域取得瞭巨大的成功。掌握這些壓縮技術，意味著我們能夠更有效地利用寶貴的網絡資源和存儲空間，讓信息傳遞更加迅捷和經濟。 第七章：信號的碰撞——通信係統中的應用 數字信號處理是現代通信係統的核心驅動力。從我們手中的智能手機到全球互聯網，再到衛星通信，都離不開數字信號處理技術的支撐。 本書將聚焦數字信號處理在通信係統中的實際應用。我們將探討數字調製解調技術，如ASK、FSK、PSK、QAM等，它們是如何將數字信息編碼到載波信號上進行傳輸的。我們還將深入研究糾錯編碼技術，例如漢明碼、捲積碼和Turbo碼，它們能夠有效地檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤，確保通信的可靠性。此外，我們還會瞭解多路復用技術，如時分多路復用（TDM）和頻分多路復用（FDM），它們是如何讓多個信號共享同一通信信道的。通過對通信係統的深入剖析，讀者將能夠更直觀地理解數字信號處理技術在構建信息高速公路中的關鍵作用。 第八章：信號的智能——現代前沿探索 隨著人工智能和機器學習的飛速發展，數字信號處理也迎來瞭新的機遇和挑戰。模式識彆、機器學習算法的引入，使得信號處理係統能夠具備更強的“智能”，能夠自主地學習、分析和決策。 本章將展望數字信號處理的未來發展方嚮。我們將探討如何利用神經網絡和深度學習技術來解決復雜的信號處理問題，例如語音識彆、圖像識彆、目標檢測等。我們還將瞭解一些新興的應用領域，例如自適應信號處理、軟件定義無綫電（SDR）以及生物醫學信號處理。通過對這些前沿技術的介紹，讀者將能夠感受到數字信號處理領域蓬勃發展的生命力，以及它為我們創造更美好、更智能的未來所帶來的無限可能。 結語 《信號的迷宮：現代通信的基石》旨在為您打開一扇通往數字信號處理世界的窗戶。本書力求以清晰易懂的語言，結閤豐富的實例，深入淺齣地闡述數字信號處理的核心概念和關鍵技術。無論您是通信工程專業的學生，還是對信息技術充滿好奇的愛好者，亦或是希望提升自身專業技能的從業者，相信本書都能為您提供有益的啓迪和實踐指導，幫助您在這個充滿挑戰與機遇的數字時代，遊刃有餘地穿梭於信號的迷宮之中。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書最大的感受是它的“時代感”和“前瞻性”。雖然數字信號處理的基礎理論已經相對成熟，但這本書在討論現代應用，比如自適應濾波和小波變換時，展現齣瞭極強的生命力。它不僅介紹瞭經典的維納濾波器，還深入探討瞭LMS算法的收斂特性和實際應用中的陷阱，這說明作者的知識體係並非停留在上個世紀的教材水平。在描述小波分析時，它巧妙地將連續小波變換與離散小波變換的優劣進行瞭對比，並聯係到瞭圖像和音頻壓縮的實際案例，使得原本高深莫測的數學工具變得觸手可及。這種將基礎理論與當前研究熱點緊密結閤的編撰手法，讓這本書不僅僅是一本應試讀物，更像是一張通往未來信號處理技術發展方嚮的地圖，激勵讀者不斷探索更深層次的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，一看就知道是麵嚮專業學習者的教材，沒有太多花哨的裝飾，這點我很欣賞。翻開扉頁，目錄的編排邏輯性很強，從最基礎的離散時間信號和係統入手，逐步深入到Z變換、傅裏葉分析，最後擴展到數字濾波器設計和有限字長效應。對於初學者來說，這種循序漸進的結構無疑是最好的嚮導。我特彆留意瞭其中關於捲積和係統響應的講解部分，作者使用瞭大量的圖示來輔助理解，那些時域和頻域的波形變化描述得非常直觀，即便是初次接觸這些抽象概念的人，也能很快抓住問題的核心。尤其是對IIR和FIR濾波器設計原理的闡述，它沒有停留在公式的堆砌上，而是深入剖析瞭設計準則和實際應用中的取捨，這一點對於希望將理論付諸實踐的讀者來說，價值巨大。我個人認為，相比於市麵上很多晦澀難懂的同類書籍，這本書的優點在於它找到瞭理論深度與可讀性之間的絕佳平衡點。它的語言風格嚴謹又不失溫度，仿佛一位經驗豐富的導師在為你答疑解惑，讓人在學習的過程中感到踏實和鼓舞。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分簡直是學習過程中的“試金石”，它不像有些教材那樣隻提供一些簡單的計算題來應付瞭事。這裏的習題設計層次分明，從基礎的公式推導到復雜的係統分析與設計都有涵蓋。我花瞭一個下午的時間，嘗試解答瞭關於譜估計那幾章的綜閤題，發現它們不僅僅考驗你對公式的記憶，更重要的是檢驗你對整個數字信號處理流程的宏觀理解能力。有些題目需要你結閤Z變換的收斂域知識，去判斷一個特定係統的穩定性，這考察的便是知識的融會貫通。更讓我印象深刻的是，書後附帶的參考答案（如果提供的話，此處我假設它有非常詳盡的解析）解析得非常到位，每一步的數學推導邏輯清晰可見，讓你知道“為什麼”要這樣做，而不是僅僅告訴你“結果是什麼”。這種深度練習對於鞏固知識、發現自身薄弱環節的作用是無可替代的，如果能把這些習題都吃透，相信在任何相關的考試或者實際項目中都能遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我時常會停下來思考作者是如何組織這些知識體係的。它的敘事結構非常宏大，似乎在構建一個完整的數字信號處理的“世界觀”。例如，在講解快速傅裏葉變換（FFT）算法時，它並沒有直接跳到蝶形運算，而是先花瞭大量篇幅迴顧瞭離散傅裏葉變換（DFT）的計算復雜性，從而自然地引齣瞭FFT存在的必要性，這種因果關係的鋪陳，讓讀者在“需要”的驅動下學習技術，效率自然高齣許多。再比如，關於量化噪聲和抖動的討論，處理得極為審慎，作者清晰地界定瞭理想模型與真實器件之間的鴻溝，提醒讀者在構建實際係統時必須考慮的工程限製。這種對理論局限性的坦誠揭示，使得這本書的指導意義遠超瞭一般的教科書範疇，它更像是一本關於“如何用數字信號處理解決真實問題”的實戰手冊，對於工程實踐者來說，這種務實的態度是極其寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量，說實話，達到瞭一個很高的標準。在處理涉及到大量希臘字母、上下標以及復雜的矩陣運算時，清晰度至關重要，這本書在這方麵做得非常齣色。尤其是在展示濾波器網絡的結構圖時，各個模塊之間的連接綫和元件的符號都描繪得十分精確，沒有齣現任何模糊不清或墨跡重疊的情況，這在長時間閱讀包含大量數學錶達式的書籍時，對保護視力、保持專注度起到瞭積極作用。我尤其欣賞它在定義新的數學符號或術語時，會習慣性地用斜體或粗體進行區分，並且往往會在首次齣現時就給齣簡潔明瞭的腳注或側邊欄解釋，這種細節上的關注，極大地降低瞭閱讀的認知負荷。總的來說，這是一本在物理實體層麵上也讓人願意捧讀的書，它的製作工藝體現瞭對學術嚴謹性的尊重。