中國科學院規劃教材：數字信號處理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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門愛東 等 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 模式識彆
• 圖像處理
• 科學計算
• 工科教材
• 中國科學院
• 規劃教材

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030155436

商品編碼：29692430068

包裝：平裝

齣版時間：2005-08-01

基本信息

書名:中國科學院規劃教材：數字信號處理

定價：28.00元

售價：20.4元,便宜7.6元,摺扣72

作者:門愛東 等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2005-08-01

ISBN：9787030155436

字數：

頁碼：339

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.440kg

編輯推薦

內容提要

《中國科學院規劃教材：數字信號處理》為北京郵電大學校級精品課程配套教材，在多年原有教材的基礎上，增加瞭新內容，重新整理而成。本書共分6章，主要涉及數字信號處理三個基本內容：一是對離散信號和離散係統進行錶示和分析所必需的基礎知識；二是離散傅裏葉變換和快速算法及其典型應用；三是數字濾波器的設計和實現（包括結構和字長效應）等。為便於理解，本書將每章涉及的Mat-lab內容單獨成節，列於每章之後。每章都配備瞭難易適中的習題，書後還提供瞭部分習題解答，可幫助學生理解。
《中國科學院規劃教材：數字信號處理》可作為高等院校工科通信工程、電子信息工程、自動化、電子科學與技術、測控技術與儀器以及理科電子信息科學與技術等專業的本科教材，也可供相關專業的技術人員參考。

目錄

前言
章 緒論
1.1 數字信號處理的定義、特點和方法
1.2 數學預備知識
習題

第2章 離散時間信號與離散時間係統
2.1 取樣和內插
2.2 離散時間信號
2.3 時域離散係統的基本概念
2.4 離散係統的差分方程描述及信號流圖
2.5 離散時間信號的傅裏葉變換
2.6 Z變換的定義及收斂域
2.7 Z反變換
2.8 Z變換的性質
2.9 一些常用的Z變換對
2.10 Z變換與拉普拉斯變換、傅裏葉變換的關係
2.11 離散係統的頻域分析
2.12 本章涉及的Matlab函數
習題

第3章 離散傅裏葉變換及其快速計算方法
3.1 問題的提齣
3.2 DFS及其性質
3.3 DFT及其性質
3.4 快速傅裏葉變換
3.5 FFT的應用

第4章 IIR數字濾波器設計和實現
4.1 概述
4.2 模擬濾波器設計
4.3 模擬濾波器的數字仿真
4.4 衝激響應不變法
4.5 雙綫性變換法
4.6 數字濾波器的頻率變換
4.7 IIR數字濾波器的計算機輔助設計
4.8 IIR數字濾波器的實現結構
4.9 本章涉及的Matlab函數

第5章 FIR數字濾波器設計
5.1 相位失真
5.2 綫性相位FIR數字濾波器的條件和特性
5.3 窗函數法
5.4 頻率取樣法
5.5 FIR數字濾波器的優化設計
5.6 FIR數字濾波器的實現結構
5.7 本章涉及的Matlab函數
習題

第6章 數字信號處理中的有限字長效應
6.1 數的錶示及其對量化的影響
6.2 A／D變換的字長效應
6.3 係數量化語磋
6.4 運算中的有限字長效應
習題
部分習題答案
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

探索數字信號處理的奧秘：原理、方法與前沿應用 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的數字信號處理（DSP）學習體驗。它不僅涵蓋瞭DSP的基礎理論和核心概念，更著重於介紹當前最先進的技術和實際應用，幫助讀者掌握在日益復雜的數字世界中理解、分析和處理信號的能力。無論您是初學者尋求堅實的基礎，還是從業者希望拓展技術視野，抑或是研究者渴望瞭解最新進展，本書都將是您不可或缺的得力助手。 核心內容概覽 本書的結構設計旨在循序漸進，從基本原理齣發，逐步深入到復雜的算法和應用。 第一部分：數字信號處理基礎 信號與係統： 本部分將首先迴顧連續時間信號與係統的基本概念，如信號的分類（周期、非周期、能量、功率信號等）、係統的性質（綫性、時不變、因果、穩定等），以及描述係統行為的數學工具，如微分方程。在此基礎上，我們將重點介紹離散時間信號與係統的數學模型，包括離散時間信號的錶示、基本離散時間信號（單位衝激、單位階躍、指數信號等）以及離散時間係統的錶示，例如差分方程。讀者將學習如何通過差分方程來描述和分析LTI（綫性時不變）係統的行為。 傅裏葉分析： 傅裏葉分析是DSP的核心基石。我們將詳細闡述離散時間傅裏葉級數（DTFS）、離散時間傅裏葉變換（DTFT）及其性質。DTFS用於分析周期性離散時間信號的頻譜特性，而DTFT則將其推廣到非周期信號。讀者將深入理解頻譜的概念，以及信號在時域和頻域之間的轉換如何揭示信號的內在規律。此外，本書還將重點介紹傅裏葉變換在信號濾波、頻譜分析等方麵的應用，為後續章節奠定基礎。 Z變換： Z變換是分析離散時間係統，尤其是因果和穩定係統的強大數學工具。我們將詳細介紹Z變換的定義、性質，並重點討論其在係統分析中的應用，如係統函數、零極點分析、係統穩定性判斷以及係統響應的求解。通過Z變換，我們可以更方便地分析和設計數字濾波器，理解數字係統的動態行為。 采樣定理與量化： 采樣定理是連接連續信號與離散信號的關鍵。本書將深入闡述奈奎斯特-香農采樣定理，解釋為何需要以高於信號最高頻率兩倍的速率進行采樣纔能避免混疊。我們將詳細討論采樣過程中的理想采樣、實際采樣以及采樣率的選擇對信號信息保真度的影響。同時，量化作為數字信號處理不可或缺的一環，也將被詳盡介紹。我們將分析量化誤差的産生及其對信號質量的影響，並探討不同的量化技術，如均勻量化和非均勻量化，以及如何通過增大字長來減小量化誤差。 第二部分：數字濾波器設計與實現 數字濾波器概述： 數字濾波器是DSP中最重要和應用最廣泛的工具之一，用於去除噪聲、提取特定頻率成分或改變信號的幅度/相位響應。本部分將對數字濾波器的基本概念進行介紹，包括濾波器的類型（低通、高通、帶通、帶阻）、濾波器性能指標（如通帶紋波、阻帶衰減、過渡帶寬度）以及濾波器設計的基本流程。 無限衝激響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器以其結構簡單、計算量小而受到青睞。我們將詳細介紹幾種經典的IIR濾波器設計方法，包括巴特沃斯、切比雪夫（I型和II型）以及橢圓濾波器。對於每種濾波器，都將深入講解其設計原理、設計公式、設計步驟以及不同濾波器類型在性能上的權衡。讀者將學習如何根據實際需求選擇閤適的IIR濾波器類型，並掌握其設計過程。 有限衝激響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器具有綫性相位特性，這在一些對信號相位失真敏感的應用中至關重要。我們將詳細介紹FIR濾波器設計的幾種主要方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、漢明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。對於窗函數法，我們將分析不同窗函數在頻率選擇性和過渡帶寬度之間的權衡。讀者將學習如何選擇閤適的窗函數來設計滿足特定性能要求的FIR濾波器。 濾波器實現： 設計完成後，濾波器需要在數字域中實現。本部分將介紹FIR和IIR濾波器在硬件或軟件中的常見實現結構，如直接型、級聯型、並聯型等。我們將分析不同結構在計算復雜度、存儲需求以及數值穩定性方麵的差異，並探討實現中的一些挑戰，如量化效應和溢齣問題，以及相應的處理方法。 第三部分：信號變換與分析 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是將有限長度的離散時間信號轉換到頻域的離散形式。本書將詳細介紹DFT的定義、性質，並著重講解如何高效計算DFT的快速算法——FFT。我們將分析FFT的算法原理，如按時間抽取和按頻率抽取的基-2 FFT算法，以及其在信號處理中的巨大優勢。讀者將學習如何利用FFT進行頻譜分析、係統辨識等。 短時傅裏葉變換（STFT）與維納濾波： 對於非平穩信號，傳統的傅裏葉變換無法提供時間和頻率的聯閤信息。STFT通過在信號的短時窗內進行傅裏葉變換，從而揭示信號隨時間變化的頻譜特徵。本書將詳細介紹STFT的原理、實現和應用，例如在語音信號處理和圖像分析中的應用。同時，我們將介紹維納濾波是一種最優綫性濾波器，它能夠根據信號和噪聲的統計特性，在均方誤差最小的意義下，從含有噪聲的信號中提取齣原始信號。我們將講解維納濾波的理論基礎、設計方法及其在噪聲抑製方麵的應用。 小波變換： 小波變換作為一種時頻分析工具，能夠提供比STFT更精細的時頻分辨率。本書將介紹小波變換的基本思想，包括尺度函數和小波函數，以及連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）。我們將闡述DWT的運算過程，如Mallat算法，並探討不同類型的小波（如Haar、Daubechies小波）的特性。讀者將瞭解小波變換在信號去噪、特徵提取、圖像壓縮等領域的強大能力。 第四部分：數字信號處理的應用 自適應信號處理： 自適應信號處理技術能夠根據輸入信號的變化自動調整濾波器參數，以實現最佳的信號處理效果。我們將重點介紹最經典的自適應濾波算法——最小均方（LMS）算法及其變種，並探討其在語音信號處理（如迴聲消除、噪聲抑製）、信道均衡、係統辨識等方麵的廣泛應用。 多速率信號處理： 多速率信號處理涉及對信號進行不同采樣率的處理，是許多現代通信和信號處理係統中的關鍵技術。我們將詳細介紹信號的抽取（Decimation）和插值（Interpolation）原理，以及多速率濾波器的設計和實現。讀者將瞭解這些技術在音頻、視頻編碼以及軟件無綫電等領域的應用。 數字圖像處理基礎： 本部分將介紹數字信號處理在圖像領域的初步應用。我們將講解圖像的錶示、基本的圖像增強技術（如灰度變換、直方圖均衡化）、圖像平滑與銳化（濾波操作），以及邊緣檢測的基本原理。讀者將初步瞭解如何運用DSP技術來改善和分析圖像。 現代通信與嵌入式DSP： 隨著通信技術的飛速發展，DSP在現代通信係統中扮演著核心角色。我們將探討DSP在數字調製解調、信道編碼、多載波通信（如OFDM）等關鍵技術中的應用。此外，本書還將簡要介紹嵌入式DSP處理器的體係結構、指令集以及在實際嵌入式係統中的開發流程，為讀者提供瞭解硬件實現和係統集成方麵的視角。 本書的特色與價值 理論與實踐相結閤： 本書不僅深入淺齣地講解瞭DSP的理論基礎，還通過大量的算例和分析，展示瞭各種算法和技術的實際應用。 覆蓋麵廣： 從基礎概念到前沿技術，本書力求為讀者提供一個全麵的DSP知識體係。 緊扣時代發展： 本書關注DSP在現代通信、信息處理等領域的最新發展和應用熱點。 易於理解： 嚴謹的數學推導與清晰的語言相結閤，旨在降低學習門檻，使讀者能夠循序漸進地掌握DSP技術。 啓發思考： 在講解核心內容的同時，本書也鼓勵讀者思考DSP技術在解決實際問題中的潛力與局限。 通過閱讀本書，您將能夠深刻理解數字信號處理的原理，掌握分析和設計各種DSP係統的核心方法，並能夠將這些知識應用於解決實際工程問題，為在信息時代浪潮中把握機遇奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱時，我最大的感受是內容編排的邏輯性極強，它仿佛遵循著一條由淺入深、環環相扣的思維路徑，引導讀者自然而然地建立起數字信號處理的知識體係。作者並沒有急於拋齣復雜的理論，而是從最基礎的采樣定理和離散時間係統入手，層層遞進地引入捲積、Z變換和傅裏葉分析等核心工具。這種教學順序的設計，充分考慮瞭讀者心智的接受過程。尤其是在講解濾波器設計時，作者沒有采用那種直接給齣公式堆砌的方式，而是先從理論模型（如理想低通濾波器）齣發，剖析其實際實現的局限性，再自然過渡到窗函數法和頻率采樣法等實用技巧的引入。每種方法都詳細闡述瞭其物理意義和設計思想，而不是僅僅停留在數學運算層麵。這種“知其然，更要知其所以然”的講解方式，讓我對信號處理的整體框架有瞭更深刻的理解，不再覺得那些復雜的公式是孤立存在的符號。它成功地將抽象的數學概念“具象化”瞭，讓人感到原理就在手邊，觸手可及。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我之前接觸過幾本國外引進的經典教材，它們內容詳實但往往過於偏重理論的深度挖掘，對於國內讀者的閱讀習慣和教學體係來說，有時會顯得有些“水土不服”。然而，這本教材在保持學術嚴謹性的同時，非常注重本土化的錶達方式和知識點的切入點。作者在介紹一些概念時，會引用國內科研和工業界常用的術語和標準，使得我們這些在現有體係下學習的人能更快地建立起認知聯係。例如，在討論有限脈衝響應（FIR）和無限脈衝響應（IIR）濾波器的對比時，書中對穩定性和計算復雜度的討論，明顯更貼閤我們現有硬件資源的限製和常見的應用需求。此外，書中對於一些曆史背景和發展脈絡的簡短介紹，也讓整個學科的學習過程變得更加豐滿和有人情味，它讓我感覺自己不是在閱讀一本冰冷的公式手冊，而是在跟隨一位經驗豐富的導師，逐步探索一個充滿智慧的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書在習題和配套資源方麵做得相當齣色，這一點對於衡量一本技術教材的實用價值至關重要。大量的例題貫穿於正文之中，它們的設計絕非簡單的數字代換，而是緊密結閤瞭實際工程中的典型場景，比如雷達信號處理中的脈衝壓縮、音頻信號中的降噪處理等。這些例題的詳細解答部分，清晰地展示瞭從問題分析、選擇閤適的數學工具到最終得齣結論的全過程，示範瞭標準化的解題規範。更棒的是，書後附帶的綜閤性大題，往往需要整閤多個章節的知識點纔能攻剋，這極大地鍛煉瞭讀者的係統思維能力。我個人特彆喜歡其中關於FFT算法實現的部分，它不僅給齣瞭理論分析，還附帶瞭僞代碼，對於我們這些需要將其轉化為實際編程代碼的工程人員來說，無疑是極大的便利。這種理論與實踐緊密結閤的模式，讓學習過程不再是單嚮的知識灌輸，而是雙嚮的思考與應用訓練，真正做到瞭學以緻用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和裝幀設計真是讓我眼前一亮，細節處見真章。封麵采用瞭一種很有質感的啞光材質，觸感溫潤，拿在手裏很舒服。字體選擇上，主標題大氣而不失穩重，副標題則采用瞭更現代、更清晰的無襯綫字體，整體視覺效果非常協調。內頁的紙張選擇也值得稱贊，白度適中，不會過於刺眼，長時間閱讀眼睛不容易疲勞。最讓我欣賞的是其內部的結構布局。每一章的開頭都有清晰的導讀和知識點預覽，這對於自學者來說簡直是福音，能迅速把握本章的重點和難點。公式和圖錶的繪製極其精細，綫條清晰、標記準確，即便是復雜的傅裏葉變換圖譜，也能一眼看清其脈絡，這在很多教材中是很難得的。作者在處理一些關鍵概念時，不僅給齣瞭嚴謹的數學推導，還配有大量的插圖來輔助理解，這些圖示不僅僅是裝飾，而是真正幫助我構建知識框架的“腳手架”。例如，在講解Z變換的收斂域時，用不同顔色的麯綫和陰影區域清晰地標示齣瞭對應的區域，這種細緻入微的處理，極大地降低瞭初學者的入門門檻。整體來看，這不僅僅是一本教材，更像是一件精心打磨的工藝品，體現瞭齣版方對知識傳播載體應有態度的尊重。

評分☆☆☆☆☆

這本書的難點把握得非常精準，它成功地平衡瞭“深度”與“廣度”之間的微妙關係。對於初學者來說，它確保瞭基礎概念的紮實打底，不留下任何概念上的模糊地帶。但同時，對於已經有一定基礎的進階學習者，書中也毫不吝嗇地探討瞭諸如多相分解、子帶編碼以及現代譜估計方法等更前沿的話題。我發現，即便是對那些我原本認為已經掌握得比較好的內容，再次通過這本書的視角審視時，總能發現新的理解層次。作者在處理復雜推導時，總能用一種令人信服的、近乎對話的方式來引導讀者完成每一步邏輯飛躍，而不是冷冰冰地羅列公式。這種寫作風格體現瞭作者深厚的教學功力和對學科本質的深刻洞察。總而言之，這本教材的價值在於它提供瞭一個完整且高質量的學習路徑，無論你是想打下堅實的理論基礎，還是想在特定方嚮上進行更深入的研究，它都能提供充足的養分和清晰的指引，是一本真正能伴隨讀者從入門到精通的工具書。