数字信号处理：原理、算法与应用(第3版 影印版)——国外经典计算机科学教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美伯卡斯，美拉卡斯 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508324999

商品编码：29717813041

包装：平装

出版时间：2004-09-01

基本信息

书名:数字信号处理：原理、算法与应用(第3版 影印版)——国外经典计算机科学教材

定价：89.00元

售价：60.5元,便宜28.5元,折扣67

作者:(美)伯卡斯,(美)拉卡斯

出版社：中国电力出版社

出版日期：2004-09-01

ISBN：9787508324999

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

本书是作者在总结针对本科生和研究生阶段的数字信号处理教学经验的基础上形成的。本书针对电子工程、计算机工程和计算机科学专业的学生介绍了离散时间信号、系统和现代信号处理算法的基本原理及其应用，重点集中于数字信号处理系统的分析和设计以及计算机实现。全书内容的编排既侧重于理论又深入实际应用，且每章后都有许多精心设计的习题来帮助读者掌握所学知识。

内容提要

为了给读者在理论和实践应用之间进行合理的平衡，本书严谨地介绍了现代数字信号处理的基本概念和技术，并介绍了相关的算法和应用。本书涵盖了线性离散时间系统分析的时域和频域方法，还涉及了诸如采样、数字滤波器设计、滤波器实现、去卷积、插值、状态矢量空间方法、频谱分析等相关主题的内容。本书不仅要求对诸多示例、练习的理解，而且更强调对数字信号算法进行软件实现的实践环节。
本书特点：
·覆盖离散傅立叶变换（DFT）和快速傅立叶变换（FFT）算法，并对其进行了更加合理清晰的重组——介绍DFT，并在阐明傅立叶分析后描述其快速计算
·描述模拟信号模数转换中涉及的运算和技术
·在时域研究线性时不变离散时间系统和离散时间信号的特性
·考虑双边z变换和单边z变换，并描述了求z反变换的方法
·在频域分析信号与系统，给出连续时间信号与离散时间信号的傅立叶级数与傅立叶变换
·实现无限冲激响应（IIR）与有限冲激响应（FIR）系统的结构形式，包括直接型、级联型、并联型、格型和格梯型
·采样频率转换基础与多采样率转换系统
·功率谱估计的详细测试，并讨论了非参数方法、基于模型的方法和基于特征分解的方法，包括MUSIC算法和ESPRIT算法
·全书囊括了许多实例，并提供大约500个可解决的问题
本书既适合作为本科生学习离散系统和数字信号处理课程的教材，又适合研究生一年级学习数字信号处理课程时作为教材使用。

目录

PREFACE
1 INTRODUCTION
1.1 Signals,Systems,and Signal Processing
1.1.1 Basic Elements of a Digital Signal Processing System
1.1.2 Advantages of Digital over Analog Signal Processing
1.2 Classification of Signals
1.2.1 Multichannel and Multidimensional Signals
1.2.2 Continuous-Time Versus Discrete-Time Signals
1.2.3 Continuous-Valued Versus Discrete-Valued Signals
1.2.4 Deterministic Versus Random Signals
1.3 The Concept of Frequency in Continuous-Time and Discrete-Time Signals
1.3.1 Continuous-Time Sinusoidal Signals
1.3.2 Discrete-Time Sinusoidal Signals
1.3.3 Harmonically Related Complex Exponentials
1.4 Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Conversion
1.4.1 Sampling of Analog Signals
1.4.2 The Sampling Theorem
1.4.3 Quantization of Continuous-Amplitude Signals
1.4.4 Quantization of Sinusoidal Signals
1.4.5 Coding of Quantized Samples
1.4.6 Digital-to-Analog Conversion
1.4.7 Analysis of Digital Signals and Systems Versus Discrete-Time Signals and Systems
1.5 Summary and References
Problems
2 DISCRETE-TIME SIGNALS AND SYSTEMS
2.1 Discrete-Time Signals
……
2.2 Discrete-Time Systems
2.3 Analysis of Discrete-Time Linear Time-Invariant Systems
2.4 Discrete-Time Systems Described by Difference Equations
2.5 Implementation of Discrete-Time Systems
2.6 Correlation of Discrete-Time Signals
2.7 Summary andReferences
Problems
3 THE Z-TRANSFORM AND ITS APPLICATION TO THEANALYSIS OF LTlSYSTEMS
3.1 The z-Transform
3.2 Properties o fthe z-Transform
3.3 Rational z-Transforms
3.4 Inversion of the z-Transform
3.5 The One-sided z-Transform
3.6 Analysis of Linear Time-Invariant Systems in the z-Domain
3.7 Summary and References
Problems
4 FREQUENCY ANALYSIS OF SIGNALS AND SYSTEMS
4.1 Frequency Analysis of Continuous-Time Signals
4.2 Frequency Analysis of Discrete-Time Signals
4.3 Properties of the Fourier Transform for Discrete-Time Signals
4.4 Frequency-Domain Characteristics of Linear Time-Invariant Systems
4.5 Linear Time-Invariant Systems as Frequency-Selective Filters
4.6 Inverse Systems and Deconvolution
Problems
5 THE DISCRETE FOURIER TRANSFORM:ITS PROPERTIES AND APPLICATIONS
5.1 Frequency Domain Sampling:The Discrete Fourier Transform
5.2 Properties of the DFT
5.3 Linear Filtering Methods Basedon the DFT
5.4 Frequency Analysis of Signals Using the DFT
5.5 Summary and References
Problems
6 EFFICIENT PUTATION OF THE DFT:FAST FOURIER TRANSFORM ALGORITHMS
6.1 Efficient Computation of the DFT:FFT Algorithms
6.2 Applications of FFT Algorithms
6.3 A Linear Filtering Approach to Computation of the DFT
6.4 Quantization Effects in the Computation ofthe DFT
6.5 Summary and References
Problems
7 IMPLEMENTATION OF DISCRETE-TIME SYSTEMS
7.1 Structures for the Realization of Discrete-Time Systems
7.2 Structures for FIR Systems
7.3 Structures for IIR Systems
7.4 State-Space System Analysis and Structures
7.5 Representation of Numbers
7.6 Quantization of Filter Coefficients
7.7 Round-Off Effects in Digital Filters
7.8 Summary and References
Problems
8 DESIGN OF DIGITAL FILTERS
8.1 General Considerations
8.2 Design of FIR Filters
8.3 Design of IIR Filters From Analog Filters
8.4 Frequency Transformations
8.5 Design of Digital Filters Based on Least-Squares Method
8.6 Summary and References
Problems
9 SAMPLING AND RECONSTRUCTION OF SIGNALS
9.1 Sampling of Bandpass Signals
9.2 Analog-to-Digital ConverSion
9.3 Digital-to-Analog Conversion
9.4 Summary and References
Problems
10 MULTIRATE DIGITAL SIGNAL PROCESSING
10.1 Introduction
10.2 Decimation by a Factor D
10.3 Interpolation by a Factor I
10.4 Sampling Rate Conversion by a Rational Factor I/D
10.5 Filter Design and Implementation for Sampling-Rate Conversion
10.6 Multistage Implementation of Sampling-Rate Conversion
10.7 Sampling-Rate Conversion of Bandpass Signals
10.8 Sampling-Rate Conversion by an Arbitrary Factor
10.9 Applications of Multirate Signal Processing
10.10 Summary and References
Problems
11 LINEAR PREDICTION AND OPTIMUM LINEAR FILTERS
11.1 Innovations Representation of a Stationary Random Process
11.2 Forward and Backward Linear Prediction
11.3 Solution of the Normal Equations
11.4 Properties of the Linear Prediction-Error Filters
11.5 AR Lattice and ARMA Lattice-Ladder Filters
11.6 Wiener Filters for Filtering and Prediction
11.7 Summary and References
Problems
12 POWER SPECTRUM ESTIMATION
12.1 Estimation of Spectra from Finite-Duration Observations of Signals
12.2 Nonparametric Methods for Power Spectrum Estimation
12.3 Parametric Methods for Power Spectrum Estimation
12.4 Minimum Variance Spectral Estimation
12.5 Eigenanalysis Algorithms for Spectrum Estimation
12.6 Summary and References
Problems
A RANDOM SIGNALS,CORRELATION FUNCTIONS,AND POWER SPECTRA
B RANDOM NUMBER GENERATORS
C TABLES OF TRANSITION COEFFICIENTS FOR THE DESIGN OF LINEAR-PHASEFIRFILTERS
D LIST OF MATLAB FUNCTIONS
REFERENCES AND BIBLIOGRAPHYR1
INDEX

作者介绍

John G.Proakis长期担任美国东北大学的电气工程教授，并担任该校电气与计算机工程系主任之职达14年之久。他分别从麻省理工学院和哈佛大学获得了硕士和博士学位。Proakis教授是众多成功教材的作者，其教材在世界上具有相当的影响力。

文摘

序言

《数字信号处理：原理、算法与应用（第3版）》—— 严谨求实的信号处理学习指南 对于任何在电子工程、通信工程、计算机科学、控制理论以及相关交叉领域深耕的学子与研究者而言，深入理解数字信号处理（DSP）的精髓是至关重要的。它如同构建现代科技大厦的基石，渗透于我们日常生活的方方面面，从手机通信、音频视频编解码，到医疗成像、自动驾驶，无不依赖于高效精准的数字信号处理技术。本版《数字信号处理：原理、算法与应用（第3版）》正是这样一本集理论深度、算法实用性和应用广度于一体的经典著作，旨在为读者构建扎实的DSP知识体系，指引其探索信号处理的广阔天地。 本书不同于市面上充斥着浮光掠影式介绍的教材，它以一种严谨求实的态度，深入浅出地剖析了数字信号处理的核心概念和关键技术。全书结构清晰，逻辑严密，从最基础的离散时间信号和系统入手，层层递进，逐步引入傅里叶分析、Z变换、滤波器设计等核心理论，并在此基础上延展至更加高级和实用的算法与应用。编者不仅注重理论的梳理，更强调算法的推导与实现，以及这些算法如何在实际工程问题中发挥作用，力求让读者在掌握抽象概念的同时，也能获得解决实际问题的能力。 核心理论的深度解析：构建坚实的理论基石 数字信号处理的魅力在于其强大的数学理论支撑。本书在理论部分的阐述上，力求做到透彻且全面。 离散时间信号与系统： 作为DSP的起点，本书首先对离散时间信号的定义、分类（如周期信号、偶/奇信号、指数信号等）以及基本的信号运算进行了详尽的介绍。在此基础上，深入探讨了离散时间系统的概念，包括线性时不变（LTI）系统、因果性、稳定性等关键特性。特别地，本书对LTI系统的卷积运算进行了深入分析，这是理解系统响应和设计滤波器不可或缺的基础。通过一系列严谨的推导和直观的解释，读者能够深刻理解信号与系统之间的相互作用。 傅里叶分析： 傅里叶分析无疑是数字信号处理的灵魂。本书 devotes substantial attention to its various forms. 从离散时间傅里叶级数（DTFS）到离散时间傅里叶变换（DTFT），再到最常用的离散傅里叶变换（DFT），作者逐步展现了信号在频域中的特性。本书详细阐述了傅里叶变换的性质，如线性、时移、频移、卷积性质等，并重点讲解了如何利用这些性质来分析和处理信号。离散傅里叶变换（DFT）的计算方法，特别是其高效实现——快速傅里叶变换（FFT）算法，是本书理论部分的重头戏。FFT算法的出现极大地降低了信号处理的计算复杂度，使得许多复杂的信号处理任务得以在实时系统中实现。本书对FFT算法的各种变种，如基-2蝶形算法等，进行了清晰的讲解，并讨论了其计算效率和应用场景。 Z变换： Z变换是分析离散时间系统，特别是其频率响应和稳定性的有力工具。本书系统地介绍了Z变换的定义、性质，如线性性、时移性、卷积性质、功率谱密度等。通过Z变换，可以方便地将时域中的差分方程转化为代数方程，从而更容易分析系统的特性。本书还深入讲解了逆Z变换的求解方法，帮助读者将频域中的结果转化回时域，理解系统的瞬态和稳态响应。Z变换在滤波器设计和系统稳定性分析中扮演着核心角色，本书对这方面的应用进行了充分的论述。 滤波器设计： 滤波器是数字信号处理中最重要也是应用最广泛的工具之一，用于从信号中提取特定频率成分或抑制不需要的频率成分。本书详细介绍了数字滤波器的工作原理和设计方法，涵盖了IIR（无限冲激响应）滤波器和FIR（有限冲激响应）滤波器两大类。 IIR滤波器设计： 本书深入探讨了IIR滤波器的设计方法，包括双线性变换法、脉冲不变法等，并通过经典的巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Elliptic）等滤波器类型，展示了如何在设计目标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）和滤波器阶数之间进行权衡。 FIR滤波器设计： 对于FIR滤波器，本书重点介绍了窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等）和频率采样法。FIR滤波器以其线性相位特性和稳定性而备受青睐，本书详细解释了FIR滤波器的设计原理，并对比了不同窗函数对滤波器性能的影响。 实用算法的深入探讨：掌握解决问题的利器 理论知识是基础，而算法则是将理论付诸实践的关键。本书在算法的介绍上，注重其数学原理、实现细节以及在实际问题中的应用。 功率谱估计： 了解信号的功率谱分布对于理解信号的频率特性至关重要。本书介绍了多种功率谱估计方法，包括经典的周期图法、改进的周期图法（如Welch法），以及现代谱估计方法，如AR模型、ARMA模型等。这些方法在通信信号分析、故障诊断、生物医学信号处理等领域有着广泛的应用。 自适应滤波器： 自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其滤波器系数，从而在噪声消除、回声消除、信道均衡等应用中表现出色。本书详细介绍了LMS（最小均方）算法及其各种变种，如归一化LMS算法、RNS（递归最小二乘）算法等，深入剖析了这些算法的工作原理、收敛性以及在不同应用场景下的优缺点。 多速率信号处理： 在许多通信系统和信号处理应用中，需要对不同采样率的信号进行处理。多速率信号处理技术，包括抽取（Decimation）和插值（Interpolation），是解决这类问题的核心。本书详细阐述了抽取和插值的原理，以及如何设计高效的多速率滤波器，以避免混叠和失真。 线性预测： 线性预测是一种重要的信号建模技术，广泛应用于语音编码、数据压缩、谱估计等领域。本书介绍了自相关方法和协方差方法等线性预测的求解算法，并讲解了如何利用线性预测来构建信号模型，预测未来的信号值。 广泛的应用场景：连接理论与现实的桥梁 理论和算法的最终目的是为了解决实际问题。本书在每一章节的末尾，都会适当地结合实际应用，展示所学知识的价值。 通信系统： 数字信号处理是现代通信系统的核心，包括调制解调、信道编码、解码、信号检测等。本书所介绍的滤波器设计、FFT算法、自适应滤波器等，在无线通信、光纤通信、卫星通信等领域都发挥着至关重要的作用。 音频和视频处理： MP3、AAC等音频压缩格式，JPEG、MPEG等视频压缩标准，都离不开高效的数字信号处理算法。本书中的傅里叶分析、滤波器设计、变换编码等概念，为理解这些技术提供了坚实的基础。 生物医学工程： 心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物医学信号的采集、滤波、特征提取和分析，都需要依赖数字信号处理技术。本书的谱估计、自适应滤波等算法，在这些应用中具有重要的价值。 控制系统： 数字控制器将模拟控制信号转化为离散的数字信号进行处理，其设计和性能分析也离不开数字信号处理的原理。 本书的独特价值与学习建议 《数字信号处理：原理、算法与应用（第3版）》的独特之处在于其理论的严谨性、算法的实用性以及应用的广泛性。它并非一本“速成”教材，而是需要读者投入时间和精力去深入研读和思考。 扎实基础： 务必从离散时间信号与系统开始，逐步建立起对傅里叶分析和Z变换的深刻理解。不要急于跳过这些基础概念，它们是后续所有知识的基石。 勤于推导： 对于书中重要的公式和算法，尝试自己动手推导一遍，这有助于加深理解，培养独立解决问题的能力。 动手实践： 结合MATLAB、Python等工具，对书中的算法进行编程实现和仿真。通过实际操作，将抽象的理论转化为具象的理解。 联系实际： 在学习过程中，尝试思考这些理论和算法如何在现实世界中得到应用。例如，在听音乐时，可以思考音频压缩背后的原理；在观看视频时，可以思考视频编码的实现。 深入思考： 遇到不理解的地方，不要轻易放过，可以查阅相关文献，与其他学习者交流，或者向老师请教。 总而言之，《数字信号处理：原理、算法与应用（第3版）》是一本为渴望深入理解数字信号处理的读者量身打造的经典之作。它以其全面的内容、严谨的论证和实用的指导，必将成为您在信号处理领域学习、研究和实践道路上不可或缺的良师益友。通过对本书的系统学习，您将不仅掌握数字信号处理的核心理论和关键算法，更能培养出解决复杂工程问题的能力，为未来的科技创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格实在是过于刻板和晦涩，简直就像是在阅读一份未经润色的技术规格说明书，而不是旨在教育读者的教材。作者似乎完全沉浸在自己构建的数学世界里，对初学者的困惑和认知障碍毫无同情心。每一个概念的引入都显得仓促且缺乏必要的铺垫，仿佛读者已经掌握了所有前置知识。我不得不经常停下来，查阅好几本辅助读物，才能勉强跟上作者的思路，这种“边学边找答案”的过程极大地拖慢了我的学习进度，并且严重打击了我的学习积极性。很多关键的推导过程被轻描淡写地一笔带过，留给读者的空白需要用大量的猜测和试错来填补。这种教学方式，更像是对学习者智商的一种挑战，而不是知识的有效传递。我更期待的是那种能引导我一步步深入的、富有人情味的讲解，而不是这种高高在上的理论灌输。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书在实际工程应用方面的论述感到非常失望。虽然它堆砌了大量的理论公式和复杂的数学模型，但真正能将这些知识点与工业界当前的主流技术框架或实际项目场景连接起来的部分却少得可怜。很多章节读完后，我仍然无法清晰地勾勒出“我该如何用这些知识去解决一个真实的、具体的工程问题”的蓝图。它更像是一份纯粹的学术论文集，侧重于展示理论的完备性，却忽略了作为一本“应用”教材所应承担的实践指导责任。对于那些希望将理论快速转化为生产力的工程师而言，这本书提供的连接器似乎缺失了，它只是把知识点摆在那里，却没能搭建起通往实际操作的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计简直是一场灾难，看着它就像在啃一块又干又硬的石头。纸张的质量像是从旧仓库里翻出来的，泛着一股挥之不去的陈旧气味，而且油墨的晕染问题严重，尤其是在那些需要精细观察的图表部分，简直让人抓狂。我花了大量时间试图辨认那些模糊不清的符号和密密麻麻的文字，光是适应这种阅读体验就耗费了我巨大的心神。更别提那封面设计，那种上世纪八九十年代的粗糙审美，放在如今的教材市场里，简直是格格不入，完全提不起任何阅读的欲望。每次拿起它，都感觉像是在进行一场艰苦卓绝的意志力考验，而不是知识的汲取。我甚至怀疑，这本书的印制环节是不是完全没有经过任何质量把控，纯粹是为了应付出版任务而草草了事。对于一个追求阅读舒适度和学习效率的读者来说，这种硬件上的缺陷，足以让人望而却步。

评分☆☆☆☆☆

从整体的结构逻辑来看，这本书的章节安排显得有些散乱和突兀。某些基础概念的讲解被放置在了相对靠后的位置，而一些高级话题却在没有充分铺垫的情况下就被抛了出来，这种非线性的知识呈现方式，极大地增加了学习的认知负荷。我常常需要频繁地在不同章节之间跳转，试图建立起概念之间的关联，这完全打断了知识体系的自然构建过程。如果说知识学习需要遵循一个从简单到复杂、从宏观到微观的流畅路径，那么这本书的编排更像是一张被随意折叠过无数次的地图，让人难以找到清晰的起点和方向。这种结构上的混乱，使得这本书的自学价值大打折扣，因为它未能提供一个清晰、平滑的学习曲线。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的习题设置让我感到一种深深的被冒犯。它们不仅量大得惊人，而且质量参差不齐，许多题目似乎只是简单地将公式进行了换个名词的重复运算，缺乏对核心概念的深入考察和灵活应用。更要命的是，书后提供的答案往往是残缺不全的，或者干脆是错误的，这使得我们这些自学者在遇到难题时，根本无从核对自己的理解是否到位。我记得有几道题，我花了足足几个小时试图找到一个合理的解法，最后发现是题干本身就存在逻辑上的漏洞。这种设计简直是在浪费读者的宝贵时间，让人不禁怀疑编者在出题和校对时，是否真的亲自演算过这些题目。一个好的教材，习题应该是巩固知识的阶梯，而不是让人迷失的迷宫。