数字电视技术实训教程 第2版 9787111368908 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘修文 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111368908

商品编码：29660617382

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名:数字电视技术实训教程 第2版

定价：43.00元

售价：29.2元,便宜13.8元,折扣67

作者:刘修文

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787111368908

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页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

内容提要

　　本书以高职教育的培养目标为依据，以实训内容为主要线索来编写。主要内容包括：数字电视概述、数字电视编码技术、传输码流及其复用技术、数字电视传输方式与调制技术、卫星数字电视接收设备的安装与调试、有线数字电视双向传输技术、有线数字电视机顶盒、有线数字电视主要技术参数及其测量、有线数字电视故障分析与排除。随书所附光盘中收录了12个实训内容的演示录像。

目录

作者介绍

文摘

序言

数字信号处理基础与应用 书籍简介 《数字信号处理基础与应用》深入浅出地阐述了数字信号处理（DSP）的基本原理、核心算法和广泛应用。本书旨在为读者构建坚实的DSP理论基础，并引导读者掌握将这些理论转化为实际工程应用的技能。全书结构严谨，内容翔实，理论与实践并重，是DSP领域不可多得的参考著作。 第一章 数字信号处理概述 本章首先对数字信号处理的定义、发展历程及其在现代科技中的地位进行了系统性的介绍。我们将探讨模拟信号与数字信号的本质区别，以及为何数字信号处理能够取代模拟信号处理在诸多领域的优势地位。随后，深入剖析数字信号处理所解决的核心问题，包括信号的表示、变换、滤波、分析等。重点阐述了离散时间信号和系统的基本概念，如离散信号的采样、量化过程，以及线性时不变（LTI）系统的特性，这是理解后续所有DSP算法的基础。本章还将展望DSP技术在通信、音频、图像、生物医学、金融等领域的广泛应用前景，为读者勾勒出DSP技术宏伟的蓝图，激发学习兴趣。 第二章 离散时间信号和系统 本章是DSP理论体系的基石。我们将详细介绍各类重要的离散时间信号，包括单位冲激信号、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号等，并分析它们的数学性质。在此基础上，系统地阐述离散时间系统的基本性质：线性、时不变、因果性、稳定性。重点讲解了卷积运算，它是描述LTI系统输入输出关系的数学工具，并提供了多种计算卷积的方法。此外，本章还将介绍离散时间傅里叶变换（DTFT），它是分析离散时间信号频谱特性的强大工具，揭示了信号在频率域的分布规律。通过对DTFT的深入理解，读者将能更好地把握信号的频率成分，为后续的滤波和变换打下基础。 第三章 Z变换与逆Z变换 Z变换是分析离散时间系统及其频率响应的核心数学工具，其重要性不亚于傅里叶变换在连续时间信号分析中的作用。本章将全面解析Z变换的定义、性质以及收敛域的概念。我们将详细推导Z变换的常用性质，如线性性质、时移性质、尺度变换性质、卷积性质等，并说明这些性质在信号和系统分析中的应用。重点讲解了如何利用Z变换来求解LTI系统的零输入响应和零状态响应，从而完全描述系统的行为。此外，本章还将深入探讨逆Z变换的计算方法，包括部分分式展开法、长除法等，帮助读者从Z域回到时域，理解系统的时域响应。通过对Z变换及其逆变换的掌握，读者将能从代数角度更深入地理解离散时间系统的特性，为系统设计奠定基础。 第四章 离散傅里叶变换（DFT）与傅里叶级数（DFS） 当信号长度有限且离散时，我们便需要离散傅里叶变换（DFT）来分析其频谱。本章将介绍DFT的定义及其与DTFT的关系，强调DFT是DTFT在有限长信号上的采样。我们将详细讲解DFT的性质，如周期性、线性、对称性、帕塞瓦尔定理等，并演示如何利用这些性质简化计算。同时，本章还将介绍离散傅里叶级数（DFS），它用于分析周期离散信号的频谱，是DFT的重要理论补充。本章的重点在于理解DFT如何将一个时域上的离散信号分解为一系列复指数信号的叠加，从而揭示其频率成分。通过对DFT的学习，读者将掌握在数字域进行频谱分析的基本方法。 第五章 快速傅里叶变换（FFT） 直接计算DFT的计算量与信号长度的平方成正比，对于长信号而言计算效率低下。快速傅里叶变换（FFT）算法极大地解决了这一问题，使DFT的计算复杂度从$O(N^2)$降低到$O(N log N)$。本章将详细介绍两种经典的FFT算法：按时间抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按频率抽取的FFT。我们将通过详细的算法流程图和算例，清晰地阐述这两种算法的工作原理，包括蝶形运算的概念和实现。此外，本章还将讨论FFT在实际应用中的注意事项，如信号的长度选择、数据排序等。掌握FFT算法是进行高效数字信号处理的关键技能，它广泛应用于通信、雷达、图像处理等领域。 第六章 数字滤波器设计 滤波是数字信号处理中最核心、应用最广泛的技术之一。本章将系统地介绍数字滤波器的基本概念、分类以及设计方法。我们将区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，并深入分析它们的优缺点、适用场景以及设计挑战。 IIR滤波器设计： 本章将重点介绍几种经典IIR滤波器设计方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和椭圆（Elliptic）滤波器。我们将详细阐述这些滤波器在通带和阻带的幅频响应特性，以及它们在设计时需要考虑的参数（如阶数、截止频率、纹波等）。同时，还将介绍如何通过模拟滤波器的原型设计（如巴特沃斯原型）然后进行频率变换（如脉冲不变法、双线性变换法）来得到相应的数字IIR滤波器。 FIR滤波器设计： 相对于IIR滤波器，FIR滤波器具有线性相位特性，这在许多应用中至关重要。本章将重点介绍几种常用的FIR滤波器设计方法，包括窗函数法和频率采样法。 窗函数法： 我们将介绍各种常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等，并分析它们在频谱泄漏和过渡带宽度方面的权衡。详细阐述如何选择合适的窗函数和窗长来设计低通、高通、带通和带阻FIR滤波器，并给出具体的设计步骤。 频率采样法： 介绍如何通过直接指定滤波器的频率响应来设计FIR滤波器，并讨论其适用性和局限性。 此外，本章还将探讨滤波器设计中的其他重要问题，如滤波器性能指标（如衰减度、过渡带宽度）、非线性相位滤波器的应用以及软件辅助设计工具的使用。通过本章的学习，读者将掌握设计满足特定性能要求的数字滤波器的方法，为后续的信号处理应用打下坚实基础。 第七章 微处理器与DSP芯片 本章将聚焦于数字信号处理的硬件实现平台，重点介绍微处理器和专门的DSP（Digital Signal Processor）芯片。我们将首先回顾通用微处理器的基本架构，包括CPU、内存、I/O接口等，并分析其在处理DSP任务时的优势与劣势。 随后，我们将深入介绍DSP芯片的特点和优势。DSP芯片是专门为高速、高效地执行DSP算法而设计的，它们通常具备以下关键特性： 专门的指令集： DSP芯片拥有针对DSP运算优化的指令集，如MAC（Multiply-Accumulate）指令，可以一次性完成乘法和累加操作，极大地提高了运算速度。 并行处理能力： 许多DSP芯片采用哈佛架构或改进型哈佛架构，具有独立的指令和数据存储器，允许同时访问指令和数据，提高效率。 专用硬件单元： DSP芯片集成有专门的硬件单元，如DMA控制器、硬件滤波器、快速乘法器等，进一步加速DSP任务的处理。 低功耗设计： 针对嵌入式应用，DSP芯片通常采用低功耗设计。 本章还将介绍主流的DSP芯片系列，如德州仪器（TI）的TMS320系列、模拟器件（ADI）的SHARC系列等。我们将分析这些系列芯片在架构、性能、功耗以及应用领域上的差异，帮助读者理解不同DSP芯片的特点。 此外，本章还将讨论DSP芯片的开发环境和工具链，包括汇编语言、C语言编译器、调试器以及仿真器等。读者将了解如何使用这些工具来开发、优化和部署DSP算法。最后，本章还将简要介绍FPGA（Field-Programmable Gate Array）在DSP领域的应用，以及其与DSP芯片在不同场景下的优势互补。通过本章的学习，读者将对DSP算法的硬件实现有深刻的认识，并能根据具体需求选择合适的硬件平台。 第八章 数字信号处理在通信系统中的应用 数字信号处理在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。本章将深入探讨DSP在通信领域的各项关键应用，从信号的产生、传输到接收和处理。 调制与解调： 我们将介绍各种数字调制技术，如ASK、FSK、PSK、QAM等，并解释DSP如何在接收端实现精确的解调。讨论DSP在载波恢复、符号定时恢复等方面的作用，这些都是保证通信质量的关键环节。 信道编码与译码： 介绍纠错编码的基本原理，如循环冗余校验（CRC）、汉明码、卷积码、Turbo码和LDPC码等。详细说明DSP如何高效地实现这些编码和译码算法，以提高通信系统的可靠性，抵抗信道噪声和干扰。 多载波通信（OFDM）： 重点阐述OFDM技术的工作原理，以及FFT/IFFT在OFDM系统中的核心作用。分析OFDM如何有效地对抗频率选择性衰落，并介绍其在Wi-Fi、LTE等现代无线通信标准中的广泛应用。 语音信号处理： 探讨DSP在语音编码（如MP3、AAC）、语音识别、语音合成以及回声消除等方面的应用。分析人耳听觉模型的DSP实现，以及如何通过DSP技术提高语音通信的质量和效率。 自适应信号处理： 介绍自适应滤波器（如LMS、RLS算法）在通信系统中的应用，例如自适应均衡器用于补偿信道失真，自适应噪声消除器用于抑制干扰。 本章还将简要介绍DSP在软件定义无线电（SDR）中的作用，SDR允许通过软件灵活地配置和实现无线通信的功能，而DSP是实现这一灵活性的核心。通过本章的学习，读者将全面理解DSP技术如何赋能现代通信系统的发展，并掌握其在通信工程中的实际应用方法。 第九章 数字信号处理在图像和视频处理中的应用 图像和视频处理是DSP技术最直观、最令人印象深刻的应用领域之一。本章将深入剖析DSP在图像和视频领域的各项关键技术。 图像增强与复原： 介绍常用的图像增强技术，如对比度增强、锐化、平滑等，以及DSP如何实现这些算法。重点探讨图像复原技术，如去噪（高斯滤波、中值滤波、小波去噪）、去模糊（逆滤波、维纳滤波）等，并分析DSP在实时处理中的挑战。 图像变换： 详细介绍傅里叶变换、离散余弦变换（DCT）和离散小波变换（DWT）在图像处理中的应用。讲解DCT为何是JPEG图像压缩的核心，以及小波变换在图像分析、去噪和特征提取中的优势。 图像压缩： 深入分析有损和无损图像压缩的基本原理。详细讲解JPEG（基于DCT）和JPEG2000（基于DWT）的压缩流程，以及DSP在其中的量化、熵编码等关键步骤中的作用。 视频信号处理： 介绍视频信号的特性，如帧内和帧间冗余。重点讲解视频压缩技术，如H.264/AVC、H.265/HEVC等，分析其中运动估计、帧间预测、变换编码和熵编码等DSP密集型环节。 模式识别与目标检测： 讨论DSP在图像特征提取（如边缘检测、角点检测）以及基于这些特征的模式识别和目标检测算法中的应用。 计算机视觉基础： 简要介绍DSP在三维重建、立体视觉、运动跟踪等计算机视觉基础技术中的应用。 本章将通过具体算例和实际应用场景，阐述DSP技术如何实现高质量的图像和视频处理，以及如何平衡处理效果与计算复杂度。读者将认识到DSP在数字成像、安防监控、医疗影像、虚拟现实等众多领域的关键支撑作用。 第十章 数字信号处理的其他重要应用 除了通信、图像和视频处理之外，数字信号处理技术还广泛应用于众多其他重要领域，展现出其强大的通用性和影响力。本章将选取几个典型且具有代表性的应用方向进行深入探讨。 音频信号处理： 音频压缩： 详细介绍MP3、AAC等音频压缩格式的原理，包括感知编码、变换编码（如MDCT）、量化和熵编码等，以及DSP在其中的关键作用，实现高效的音频存储和传输。 音频效果处理： 探讨混响、均衡、压缩、降噪等音频效果的DSP实现，以及它们在音乐制作、音频工程和消费电子产品中的应用。 语音增强与识别： 结合前面章节的语音处理内容，本章将更侧重于DSP在复杂声学环境下语音增强（如麦克风阵列信号处理）和鲁棒性语音识别系统中的作用。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）和脑电图（EEG）分析： 介绍ECG和EEG信号的特点，以及DSP如何用于信号滤波、基线漂移去除、QRS波检测、脑电波分类（如Alpha、Beta波）等，为疾病诊断提供重要依据。 医学成像： 简要提及DSP在医学成像技术（如超声成像、核磁共振成像）中的信号处理环节，如何提高图像质量和信息提取效率。 控制系统： 数字控制器设计： 介绍如何将连续时间的模拟控制器转化为离散时间的数字控制器，以及PID控制器的数字实现。DSP在实时采集传感器数据、执行控制算法并输出控制信号方面发挥着关键作用。 系统辨识： 探讨DSP如何通过分析系统输入输出数据来估计系统的动态模型，为控制系统设计提供模型依据。 金融信号处理： 时间序列分析： 介绍DSP在分析股票价格、汇率等金融时间序列数据中的应用，如滤波、趋势分析、周期性分析等，辅助金融预测和风险管理。 高频交易： 简要介绍DSP在处理海量实时金融数据、执行快速交易策略方面的潜在应用。 科学研究与仪器： 数据采集与处理： 探讨DSP在各种科学实验仪器中的作用，如粒子探测器、光谱仪等，负责实时采集、预处理和分析大量的实验数据。 信号模拟与建模： DSP也可以用于模拟复杂的物理或工程系统，为理论研究和设计提供平台。 本章旨在展示DSP技术的广度和深度，强调其作为一种基础理论和技术，贯穿于现代科学技术和社会生活的各个角落。通过对这些多样化应用的介绍，读者将能够更全面地认识DSP技术的价值和潜力。 结语 《数字信号处理基础与应用》通过系统性的理论讲解和广泛的应用案例分析，全面展示了数字信号处理的强大能力和无穷魅力。本书的编写力求做到深入浅出，既满足初学者构建扎实基础的需求，也为有一定基础的读者提供更深入的理论探索和实践指导。希望本书能成为读者在数字信号处理领域学习和探索的可靠伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是太抓人眼球了，那种略带科技感的蓝色调和清晰的排版，一下子就让人觉得内容会很扎实。我刚拿到手的时候，就忍不住翻了好几页，尤其是一些电路图和系统架构的插画部分，画得非常细致，即便是对初学者来说，也能很快建立起一个整体的概念。作者在讲解基础概念时，没有那种故作高深的术语堆砌，而是用了大量生活化的例子来比喻复杂的数字信号处理过程，比如拿叠衣服或者整理房间来类比数据的压缩和传输，这种方式真的太巧妙了，一下子就把那些枯燥的理论拉近了距离。我特别欣赏它对不同标准（比如DVB-T、DMB等）的对比分析，不是简单地罗列参数，而是深入剖析了它们各自的设计哲学和应用场景的取舍，读完之后你会明白为什么某些国家会选择特定的技术路线，而不是盲目地追求“最新”的技术。而且，书里穿插了一些历史回顾，讲到了数字电视从萌芽到成熟过程中的几次关键技术突破，这使得整个学习过程像是在阅读一部技术发展史，而不是一份干巴巴的教科书。我对其中关于信道编码和调制解调部分的处理印象深刻，它没有停留在公式推导，而是重点讲解了这些算法在实际硬件实现中需要考虑的实时性和资源限制问题，这对于我这种想从理论走向实践的读者来说，简直是太及时雨了。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我刚开始接触这方面的知识时，最大的困扰就是知识点散落、缺乏系统性。网上的资料东一块西一块，概念之间互相打架的情况也时有发生。拿到这本教材后，我才体会到什么叫“一脉相承”。作者构建了一个极其严谨的知识体系框架，从最底层的信号源编码（如MPEG-2/H.264的宏块划分）开始，层层递进到传输信道的特性（噪声、多径衰落），再到最终接收端的恢复和解码。这种自上而下的逻辑梳理，让我彻底理清了数字电视信号链条上的每一个环节是如何相互制约、协同工作的。尤其在讲解MPEG传输流（TS）与节目系统信息（PSI/SI）的关系时，书中用流程图和表格的形式进行了非常清晰的映射，这比我之前在好几份标准文档中零散阅读的效果要好上百倍。它不光告诉你“是什么”，更重要的是解释了“为什么必须是这样”。比如，它详细阐述了为什么需要多层保护（FEC）以及如何根据信道条件动态调整调制等级，这些决策背后的权衡分析，对于理解整个系统的鲁棒性至关重要。这本书更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何设计一个完整的系统，而不是一个纯粹的理论学家在阐述抽象的数学模型。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧质量，简直是业界良心。那种纸张的质感，拿在手上沉甸甸的，油墨印刷得非常清晰，即便是那些涉及大量二进制代码和频谱图的细节，看起来也毫不费力，眼睛一点都不容易疲劳。我经常在晚上光线不太好的时候看书，很多教材在这种情况下一看就觉得模糊不清，但这本书即便是小字体的脚注和公式，也保持了极高的可读性。更让我惊喜的是，它在章节的末尾设置了“动手实践建议”这样的模块，这不是那种空泛的口号，而是给出了具体的仿真环境推荐（比如MATLAB或GNU Radio的一些基础模块应用），甚至连一些基础的FPGA实现思路都有简要提及。这让这本书的实用价值一下子提升了一个档次。我立刻尝试着去搭建书里提到的一个简单的正交频分复用（OFDM）系统的简化模型，虽然过程有点曲折，但书中的理论支撑非常到位，每一步的推导逻辑都像是给你搭好了一架结实的脚手架，让你有信心地往上爬。它成功地在“理论的深度”和“工程的广度”之间找到了一个非常微妙的平衡点，既满足了理论研究者对严谨性的要求，也顾及了工程技术人员对落地性的期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例分析和故障排查方面的详实程度，绝对是教科书级别的典范。它不仅仅是罗列理论，而是用一系列真实的或高度仿真的工程案例贯穿始终。我最喜欢的是其中关于“伴随性故障诊断”的章节。它不是简单地说“信号质量差”，而是细致地描述了在实际部署中可能遇到的各种“疑难杂症”：比如特定区域的载波间干扰、由于射频前端老化导致的相位噪声过大，甚至是复杂的同步丢失问题。书中给出的排查步骤非常系统化，从频谱分析仪的初步观测，到解调器内部的锁相环（PLL）状态检查，再到基带处理单元的逻辑错误判断，每一步都配有相应的工具和预期的波形图。这对于刚刚接触工程调试的人来说，简直是救命稻草。它教会的不仅仅是知识，更是一种严谨的、基于数据的工程思维方式。这本书真正做到了理论指导实践，让读者在面对实际系统崩溃或性能下降时，能够有章可循地去定位和解决问题，而不是凭感觉乱试。这种实战经验的浓缩，比看一年的维修手册可能都要有效得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常开阔，它没有仅仅局限在传统的有线或卫星传输领域，而是花了相当大的篇幅去探讨移动和IPTV环境下的挑战与应对策略。这对于我们这些关注未来媒体融合的读者来说，价值凸显。它深入探讨了如何将传统的MPEG码流封装到IP网络中（如IPTV和OTT流媒体），并详细对比了基于UDP和TCP传输协议在保障视频质量方面的优劣，以及针对丢包问题的特定纠错机制。特别是关于QoS（服务质量）保障的部分，书中提出的解决方案非常具有前瞻性，它不仅谈到了网络层面的拥塞控制，还涉及到了播放端缓存策略和用户体验的感知模型。我注意到，书中引用了最新的研究成果和行业白皮书，这使得内容没有那种“旧教科书”的滞后感，而是紧贴行业脉搏。例如，对于4K/8K超高清时代的传输效率优化，书中介绍的某些新的压缩算法和传输切片技术，即便在其他教材中也鲜有提及。阅读它，就像是得到了一份最新的行业路线图，指导我们思考下一代数字媒体技术的发展方向，而不是仅仅停留在对现有技术的复述上。