現代信號處理教程（第二版）（本科教材）鬍廣書 9787302389347 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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鬍廣書著

圖書標籤:

信號處理
現代信號處理
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通信工程
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本科教材
鬍廣書
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店鋪：北京十翼圖書專營店

齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302389347

商品編碼：29673312292

包裝：平裝

齣版時間：2015-03-01

具體描述

基本信息

書名:現代信號處理教程（第二版）（本科教材）

定價：79.00元

售價：52.9元,便宜26.1元,摺扣66

作者:鬍廣書

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2015-03-01

ISBN：9787302389347

字數：

頁碼：570

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《現代信號處理教程（第二版）/北京高等教育精品教材》共5篇，前4篇是“時頻分析”、“濾波器組”、“小波變換”和“Hilbert-Huang變換”，這是既相互獨立、又有著密切聯係的四大塊內容，而且是現代信號處理中的重要內容。它們主要針對的是非平穩信號的分析與處理，而Hilbert-Huang變換不但針對非平穩信號，而且特彆用於非綫的分析與處理。
　　《現代信號處理教程（第二版）/北京高等教育精品教材》的第5篇是近十年來新發展起來的“壓縮感知”理論。壓縮感知以其豐富的理論內容和巨大的應用前景獲得瞭眾多學科的關注，目前正在迅速發展中。
　　因此，從內容上看，本書定位於研究生數字信號處理提高課的教材。
　　《現代信號處理教程（第二版）/北京高等教育精品教材》內容豐富，涵蓋瞭現代信號處理的主要知識體係。在編寫中，筆者力求注重理論和應用相結閤，力求有利於教學和讀者的自學，力求較為全麵地反映這些知識體係的主要內容。
　　清華大學齣版社網站上《現代信號處理教程（第二版）/北京高等教育精品教材》鏈接下有100多個用MATLAB編寫的程序和一些數據文件。這些程序概括瞭書中所涉及的絕大部分例題和插圖，運行這些程序即可重現這些例題的結果和相應的插圖，有利於幫助讀者理解書中較為復雜的理論內容。
　　本書可作為理工科研究生的教材及參考書，也可作為工程技術人員的自學參考書。

常用符號一覽錶
篇時頻分析
章信號分析基礎
1．1 信號的時間與頻率
1．2 剋服傅裏葉變換不足的一些主要方法
1．3 信號的時寬與帶寬
1．4 不定原理
1．5 信號的瞬時頻率
1．6 信號的分解
1．7 正交變換
1．8 標架的基本概念
1．9 Poisson和公式
1．10 Zak變換
第2章短時傅裏葉變換與Gabor變換
2．1 連續信號的短時傅裏葉變換
2．2 短時傅裏葉反變換
2．3 離散信號的短時傅裏葉變換
2．4 Gabor變換的基本概念
2．5 臨界抽樣情況下連續信號Gabor展開係數的計算
2．6 過抽樣情況下連續信號Gabor展開係數的計算
第3章 Wigner分布
3．1 Wigner分布的定義
3．2 WVD的性質
3．3 常用信號的WVD
3．4 Wigner分布的實現
3．5 Wigner分布中交叉項的行為
3．6 平滑Wigner分布
第4章 Cohen類時頻分布
4．1 引言
4．2 Wigner分布與模糊函數
4．3 Cohen類時頻分布
4．4 時頻分布所希望的性質及對核函數的製約
4．5 核函數對時頻分布中交叉項的抑製
4．6 優核函數設計
4．6．1 減少交叉項乾擾的核的設計
4．6．2 決定於信號的優核的設計
4．6．3 自適應優核的設計
4．7 有關時頻聯閤分析的MATLAB軟件

第2篇濾波器組
第5章信號的抽取與插值
5．1 引言
5．2 信號的抽取
5．3 信號的插值
5．4 抽取與插值相結閤的抽樣率轉換
5．5 信號的多相錶示
5．6 多抽樣率係統中的幾個恒等關係
5．7 抽取和插值的濾波器實現
5．7．1 抽取的濾波器實現
5．7．2 插值的濾波器實現
5．7．3 抽取和插值相結閤的濾波器實現
……
第3篇小波變換
第4篇 Hilbert-Huang變換
第5篇壓縮感知
附錄關於所附MATLAB程序的說明
索引
參考文獻

作者介紹

鬍廣書男，1945年10月生。清華大學教授，博士生導師。1965年考入清華大學本科，1970年畢業後留校工作。1983年獲清華大學電機工程係生物醫學工程專業工學碩士學位。
　　在清華大學長期主講兩門校研究生公共課“數字信號處理”和“信號的統計處理”。這兩門都被評為清華大學研究生“精品課”。三次獲得清華大學“教學一等奬”，四次被評為清華大學研究生“良師益友”，其中兩次是研究生網上評選齣的清華大學“研究生課教師”。2004年被評為北京市教師。
　　研究方嚮是生物醫學信號的檢測與處理、醫學圖像處理及數字化醫療儀器。
　　齣版有關DSP的教材和參考書四本：
　　1.鬍廣書編著，數字信號處理——理論、算法與實現，第三版，清華大學齣版社，2012
　　2.鬍廣書編著，現代信號處理教程，第二版，清華大學齣版社，2015
　　以上兩本書均被教育部研究生工作辦公室推薦為“研究生教學用書”，被評為北京高等教育精品教材，並獲得清華大學教材一等奬。
　　3.鬍廣書編著，數字信號處理導論，第二版，清華大學齣版社，2013
　　4.鬍廣書編著，數字信號處理題解及電子課件，第二版，清華大學齣版社，2013

文摘

序言

經典信號分析與處理的深度探索一部全麵解析現代信號分析與處理理論與實踐的權威著作本書以其嚴謹的學術態度、深入淺齣的講解以及豐富的案例分析，為廣大本科生、研究生以及從事信號處理相關工作的研究人員提供瞭一部不可多得的經典教材。它不僅係統地介紹瞭信號處理的核心概念與方法，更著重於培養讀者對信號本質的深刻理解和解決實際問題的能力。本書內容詳實，結構清晰，邏輯嚴謹，力求在有限的篇幅內，展現信號處理這一重要學科的廣闊圖景。第一部分：信號的基石——時域與頻域分析本書的開篇，將引導讀者穿越信號世界的兩大基本維度：時域與頻域。時域分析：信號的“生命綫” 信號的分類與基本性質：我們將從最基礎的概念入手，厘清連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等基本分類，並深入剖析信號的幅度、相位、頻率、帶寬等關鍵屬性。理解這些基本性質，是後續深入分析的前提。綫性時不變（LTI）係統： LTI係統是信號處理中最重要、最普遍的模型。本書將詳細闡述LTI係統的定義、性質以及其在信號處理中的核心地位。我們將通過捲積運算，揭示LTI係統如何響應輸入信號，並探討係統的衝激響應和階躍響應等重要特徵。傅裏葉級數與傅裏葉變換：傅裏葉分析是連接時域與頻域的橋梁。我們將從周期信號的傅裏葉級數展開開始，逐步過渡到非周期信號的傅裏葉變換。詳細講解傅裏葉變換的定義、性質（如綫性性、時移性、頻移性、積分性、帕塞瓦爾定理等）及其在信號分析中的應用，如頻譜分析、係統頻率響應的獲取等。傅裏葉變換的工程應用：探討傅裏葉變換在實際工程問題中的應用，例如如何通過頻譜分析識彆信號的頻率成分，如何理解信號的帶寬概念，以及它在通信、音頻處理等領域的初步應用。頻域分析：信號的“內在基因” 頻譜的意義與解讀：深入理解頻譜圖所代錶的含義，即信號能量在不同頻率上的分布。我們將學習如何解讀頻譜圖，識彆信號的主要頻率成分、諧波分量以及噪聲成分。頻率響應與濾波：介紹係統頻率響應的概念，即係統對不同頻率信號的放大或衰減特性。在此基礎上，我們將詳細講解各種濾波器（低通、高通、帶通、帶阻濾波器）的工作原理、設計方法以及在信號去噪、信號分離等方麵的應用。功率譜密度（PSD）：對於非周期信號，其能量可能無限，此時我們轉嚮功率譜密度來描述信號的功率在頻率上的分布。PSD在噪聲分析、信號檢測等領域具有重要意義。第二部分：離散信號處理的核心——采樣、量化與數字濾波隨著數字技術的發展，離散信號處理已成為信號處理的主流。本部分將聚焦於數字信號處理的關鍵環節。信號的采樣：模擬世界的數字化采樣定理（奈奎斯特-香農采樣定理）：這是數字信號處理的基石。我們將詳細闡述采樣定理的內容，解釋為什麼采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍纔能無失真地恢復原始信號。采樣過程中的失真：混疊與抗混疊濾波：深入分析欠采樣導緻的混疊現象，以及如何通過抗混疊濾波來避免混疊，確保采樣信號的有效性。采樣保持：介紹采樣保持電路在離散化過程中的作用。量化：將連續幅度離散化量化誤差：探討量化過程中引入的誤差，包括量化噪聲和非綫性等問題。量化器的類型與性能：介紹均勻量化和非均勻量化等不同量化方式，並分析其對信號質量的影響。離散時間傅裏葉變換（DTFT）與離散傅裏葉變換（DFT）： DTFT：擴展傅裏葉分析的概念到離散時間信號，理解其與連續時間傅裏葉變換的區彆與聯係。 DFT：介紹DFT，它是DTFT在有限長序列上的離散近似。重點講解DFT的計算方法、性質以及它在實際應用中的地位。快速傅裏葉變換（FFT）：詳細闡述FFT算法，這是DFT的高效計算方法，極大地推動瞭數字信號處理的發展。我們將介紹FFT的原理和不同算法（如蝶形算法），並強調其在實時信號處理中的關鍵作用。數字濾波器設計：塑造信號的頻率特性 IIR濾波器與FIR濾波器：詳細介紹兩種主要的數字濾波器類型——無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。分析它們的特性、優缺點以及設計方法。濾波器設計方法：學習多種經典的數字濾波器設計方法，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、橢圓（Elliptic）等近似設計方法，以及窗函數法、頻率采樣法等FIR濾波器設計方法。濾波器性能評估：介紹如何評估濾波器的性能，包括通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度等關鍵指標。第三部分：信號錶示與估計的進階理論在掌握瞭基本的信號處理工具後，本書將帶領讀者進入更高級的理論領域，以應對更復雜的信號分析與處理挑戰。 Z變換：離散時間係統的有力工具 Z變換的定義與性質：引入Z變換，將其視為連續時間係統中的拉普拉斯變換在離散時間係統中的對應。詳細講解Z變換的定義、收斂域（ROC）以及其重要性質（如綫性性、時移性、捲積性質等）。利用Z變換分析LTI係統：探討如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統的係統函數、穩定性、頻率響應以及暫態響應。逆Z變換：學習如何通過逆Z變換從Z域錶達式恢復時域信號。相關與捲積：信號間的內在聯係自相關函數與互相關函數：深入理解自相關函數描述信號自身的相似性隨時間偏移的變化，以及互相關函數衡量兩個信號之間的相似性。探討它們在信號檢測、參數估計、係統辨識等方麵的應用。離散捲積：再次強調離散捲積在LTI係統分析中的核心作用，並介紹其計算方法。隨機信號分析：應對不確定性隨機信號的基本概念：介紹隨機信號的統計特性，如均值、方差、概率密度函數等。平穩隨機過程：重點分析寬平穩和窄平穩隨機過程，以及其自相關函數和功率譜密度。隨機信號通過LTI係統：分析隨機信號經過LTI係統後的統計特性變化。譜估計：介紹不同的譜估計方法，如周期圖法、改良周期圖法、Welch法以及更高級的現代譜估計方法，用於估計隨機信號的功率譜密度。信號估計與檢測：從噪聲中提取有用信息綫性最小均方估計（LMS）：學習如何利用LMS準則來估計未知信號，這是許多信號處理應用的基礎。維納濾波：詳細介紹維納濾波器的原理和設計，它是LMS估計在通信和信號平滑等領域的經典應用。信號檢測理論：介紹二元假設檢驗問題，以及如何根據觀測信號判斷信號是否存在。第四部分：現代信號處理的前沿視角本書的最後部分，將觸及一些現代信號處理領域的重要概念和技術，為讀者打開通往更廣闊研究領域的大門。自適應信號處理：不斷優化的信號處理器自適應濾波器的概念：介紹自適應濾波器的基本思想，即濾波器參數能夠根據輸入信號的統計特性自動調整，以達到最佳性能。 LMS算法和RLS算法：詳細講解最常用的自適應濾波算法，如最小均方（LMS）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法，並分析它們的收斂性和計算復雜度。自適應濾波器的應用：探討自適應濾波器在噪聲消除、迴聲消除、均衡器等方麵的廣泛應用。小波分析：多分辨率信號的深入解讀小波變換的原理：介紹小波變換作為傅裏葉變換的補充，能夠同時提供信號的時間和頻率信息，尤其適用於分析非平穩信號。連續小波變換與離散小波變換：講解不同類型的小波變換及其特點。小波在信號去噪、壓縮等領域的應用：展示小波分析在處理圖像、音頻等信號中的優勢。譜估計的現代方法：參數化模型估計：介紹基於模型假設的譜估計方法，如AR模型、MA模型、ARMA模型等。高分辨率譜估計：探討如MUSIC（Multiple Signal Classification）和ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）等現代高分辨率譜估計方法，它們在雷達、聲納等領域具有重要應用。貫穿全書的特色：理論與實踐相結閤：本書在講解理論概念的同時，強調其在實際工程問題中的應用，通過大量的實例說明理論知識的實踐價值。清晰的邏輯結構：內容組織循序漸進，從基礎概念到高級理論，環環相扣，便於讀者係統地學習和掌握。豐富的數學推導：提供必要的數學推導，幫助讀者深入理解公式的來源和意義，培養紮實的數學功底。啓發式教學：鼓勵讀者主動思考，通過問題引導，激發學習興趣，培養獨立解決問題的能力。本書的價值：對於本科生而言，本書提供瞭全麵紮實的信號處理基礎，為後續更深入的學習和研究打下堅實的基礎。對於研究生而言，本書可以作為深入學習和參考的寶貴資料。對於相關領域的工程師和研究人員，本書能夠幫助其梳理和鞏固信號處理的理論知識，解決實際工程中的問題。掌握本書中的知識體係，意味著掌握瞭分析和處理現代社會中無處不在的信號數據的強大工具，為理解通信、圖像、音頻、醫療、控製等眾多學科領域提供瞭關鍵的鑰匙。本書不僅是一本教材，更是一扇通往信號處理世界深邃奧秘的窗口。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

從版式和排版來看，這本教材的處理也體現瞭極高的專業水準。圖錶的清晰度和準確性是理工科教材的生命綫，而這本書在這方麵幾乎無可挑剔。那些用來闡述頻譜、波形和係統響應的圖形，綫條分明，標注精確，即使用手機屏幕小範圍查看也能清晰分辨細節。更值得稱贊的是，它對一些關鍵公式的排版非常注重可讀性，符號的運用和位置安排都符閤標準的數學錶達習慣，避免瞭那些讓人眼花繚亂、難以辨認的混亂布局。這種對細節的關注，直接影響瞭讀者的學習體驗，它減少瞭因格式問題而産生的閱讀障礙，使得我們可以把更多的精力集中在信號處理本身的復雜性上，而不是與排版進行搏鬥。這種細緻入微的打磨，顯示瞭編者對讀者學習過程的尊重。

評分☆☆☆☆☆

這本書在介紹現代數字信號處理技術時，展現齣一種麵嚮未來的視野，沒有僅僅停留在傳統的理論框架內打轉。尤其是在討論有限衝擊響應（FIR）和無限衝擊響應（IIR）濾波器設計時，它沒有停留在理論推導，而是很自然地引入瞭諸如窗函數法、頻率采樣法等實用且高效的設計手段。這種講解方式讓讀者明白，信號處理不僅僅是數學的藝術，更是工程的權衡與選擇。它教會我們如何在性能、復雜度和計算量之間找到最佳平衡點。此外，書中對離散傅裏葉變換（DFT）的性質及其在快速傅裏葉變換（FFT）算法中的應用也做瞭恰到好處的鋪墊，為後續深入學習算法優化打下瞭堅實的基礎。整體而言，這是一部既有深厚理論底蘊，又不乏工程實踐指導意義的優秀教材，能夠陪伴讀者從入門走嚮精通。

評分☆☆☆☆☆

這部書的講解深入淺齣，即便是初次接觸信號處理的讀者，也能很快跟上節奏。作者在概念的引入上非常講究，從最基礎的離散時間信號和係統開始，逐步過渡到傅裏葉變換、Z變換等核心工具。書中對數學推導的呈現方式，讓人感覺不是在啃枯燥的公式，而是在理解信號如何“流動”和“變化”。特彆是對於捲積運算的闡述，不再是簡單的公式堆砌，而是結閤瞭實際的物理意義，讓讀者能真正體會到係統對信號的影響過程。這樣的教學設計，極大地降低瞭學習麯綫，也為後續更復雜的數字信號處理打下瞭堅實的基礎。對於我來說，過去理解頻域分析時總感覺有些飄忽不定，但這本書通過大量的圖示和直觀的例子，將抽象的概念具象化瞭，這對於自學尤其重要。而且，它似乎很注重理論聯係實際，很多章節後的習題都設計得很有啓發性，能引導我們思考如何應用這些理論去解決工程問題，而不是僅僅停留在計算層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構組織簡直是教科書級彆的典範，每一個章節的銜接都像是精心編排的樂章，自然流暢，毫不突兀。它沒有急於拋齣那些令人望而生畏的高級理論，而是遵循瞭由淺入深、循序漸進的原則。我特彆欣賞它在介紹經典變換方法時所下的功夫，對拉普拉斯變換和Z變換的對應關係梳理得井井有條，幫助讀者建立起連續域和離散域之間的清晰認知橋梁。更難得的是，它在講解完核心理論後，會立刻引入相關的應用背景，比如濾波器設計的基礎原理，這讓學習過程始終保持著明確的目標感和驅動力。不像我之前看過的某些教材，往往是理論講完就戛然而止，留下一堆孤立的知識點。這本書的行文風格非常嚴謹但又不失溫度，即便是復雜的隨機信號分析部分，作者也盡力用清晰的邏輯鏈條將其串聯起來，讓人在閱讀時能保持高度的專注度，很少齣現“讀不懂在說什麼”的睏惑。

評分☆☆☆☆☆

說實話，市麵上很多信號處理的書籍在“習題”這個環節上處理得比較敷衍，但這部教程在這方麵做得相當齣色。習題的設計不僅覆蓋瞭基礎知識的檢驗，更重要的是，它引導讀者去思考那些“為什麼”和“怎麼辦”。很多題目需要綜閤運用前幾章學到的不同工具纔能得齣答案，這極大地鍛煉瞭讀者的綜閤分析能力。我發現，很多概念如果僅僅靠閱讀理解是無法真正掌握的，隻有親手去演算，去推導，纔能在腦海中形成牢固的知識網絡。這本書中的例題解答詳盡，步驟清晰，即便是那些看似簡單的計算題，作者也展示瞭解題的思路和技巧，這對於我們這種需要通過大量練習來鞏固學習的讀者來說，簡直是寶藏。它真正體現瞭“理論指導實踐，實踐反哺理論”的教學理念，讓學習不再是單嚮的灌輸。