數字信號處理——理論與應用(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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傅一彪，孫兵著 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 圖像處理
• MATLAB
• 算法
• 濾波
• 譜分析
• 係統分析

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564129026

商品編碼：29725506213

包裝：平裝

齣版時間：2011-07-01

基本信息

書名:數字信號處理——理論與應用(第2版)

：32.00元

售價：21.8元,便宜10.2元,摺扣68

作者:傅一彪,孫兵著

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2011-07-01

ISBN：9787564129026

字數：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

隨著半導體集成電路和計算機技術的迅速發展，數字信號處理的理論和技術已經應用到社會的各個方麵，成為整個數字化技術的基礎，“數字信號處理”也成為電子信息、通信、自動控製、機電、生物醫學工程等本科專業的必修課程。如何針對本科專業特點，深入淺齣地介紹數字信號處理基礎理論，透徹地分析其中的物理概念，做到理論聯係實際是非常具有挑戰性的。俞一彪、孫兵編著的《數字信號處理——理論與應用(第2版)》係統地介紹瞭數字信號處理的基礎理論、基本算法和基本應用。

內容提要

俞一彪、孫兵編著的《數字信號處理——理論與應用(第2版)》係統地介紹瞭數字信號處理的基礎理論、基本算法和基本應用。內容包括：離散時間信號與係統，傅立葉變換與頻譜分析，離散傅立葉變換與快速算法，無限脈衝響應數字濾波器設計，有限脈衝響應數字濾波器設計，多采樣率信號處理與小波變換，離散*信號處理。
書中注重物理概念的透徹分析與介紹，強調理論與實際應用的結閤。
考慮到頻譜分析在實際應用中的重要性，單獨設置一章對頻譜的概念和頻譜分析的意義進行瞭詳細的介紹。另外，還增加瞭短時傅立葉變換、多采樣率信號處理、小渡變換以及離散*信號處理方麵的新內容。通過大量例子說明瞭各種綫性相位有限脈衝響應數字濾波器的設計方法以及信號處理的應用。書中配有豐富的例題和習題，主要章節配有實驗指導書。
《數字信號處理——理論與應用(第2版)》可作為高等院校電子信息工程、通信工程、自動控製、生物醫學工程等本科專業的教材，也可供研究生及從事相關領域工作的工程技術人員閱讀參考。

目錄

緒論1 離散時間信號與係統 1.1 連續時間信號的采樣與量化 1.1.1 連續信號的采樣 1.1.2 采樣前後頻譜的變化 1.1.3 量化 1.1.4 從采樣信號恢復連續信號 1.2 離散時間信號——序列 1.2.1 典型的序列 1.2.2 周期序列 1.2.3 序列的運算 1.2.4 綫性捲積 1.2.5 芋列的分解 1.2.6 序列的能量 1.2.7 多維序列 1.3 離散時間係統 1.3.1 離散時間係統的類型 1.3.2 離散時間係統的描述 1.4 Z變換 1.4.1 Z變換的定義及其收斂域 1.4.2 典型序列的Z變換 1.4.3 逆Z變換 1.4.4 Z變換的性質 1.4.5 Z變換與拉普拉斯變換的關係 1.5 離散時間係統的Z變換分析法 1.5.1 係統函數 1.5.2 逆係統 1.5.3 因果穩定係統的Z變換分析 1.5.4 離散時間係統的信號流圖描述 1.6 本章小結 習題 實驗 離散時間信號與係統分析2 傅立葉變換與頻譜分析 2.1 離散信號的傅立葉變換 2.1.1 離散信號傅立葉變換的定義 2.1.2 離散信號的傅立葉反變換 2.1.3 離散信號的傅立葉變換與Z變換的關係 2.2 離散信號傅立葉變換的特點 2.2.1 對稱特徵 2.2.2 周期特徵 2.2.3 綫性特徵 2.2.4 捲積特性 2.2.5 帕斯維爾定理 2.3 綫性移不變係統的頻率響應 2.4 係統函數零極點與頻率響應的關係 2.5 離散信號頻譜與模擬信號頻譜之間的關係 2.5.1 模擬信號的傅立葉變換 2.5.2 離散時間傅立葉變換的導齣 2.5.3 DTFT與FT的關係 2.6 頻譜分析及應用 2.6.1 信號頻譜的基本特徵 2.6.2 係統頻譜的基本特性 2.6.3 信號調製與解調 2.6.4 語音閤成 2.6.5 圖像增強 2.7 短時傅立葉變換分析 2.7.1 短時傅立葉變換的定義 2.7.2 短時傅立葉變換的特性 2.7.3 短時頻譜的一種錶示 2.8 本章小結 習題 實驗 離散信號頻譜分析與應用3 離散傅立葉變換與快速算法 3.1 周期信號的離散傅立葉級數錶示 3.1.1 離散傅立葉級數 3.1.2 周期捲積 3.2 離散傅立葉變換 3.2.1 離散傅立葉變換的定義 3.2.2 離散傅立葉反變換 3.3 離散傅立葉變換的特性 3.3.1 有限長特性與頻域采樣定理 3.3.2 循環捲積特性 3.4 頻率分辨率與時間分辨率 3.4.1 頻率分辨率 3.4.2 時間分辨率 3.4.3 頻率分辨率與時間分辨率的關係與協調 3.5 快速傅立葉變換 3.5.1 基於時選的快速傅立葉變換 3.5.2 基於頻選的快速傅立葉變換 3.5.3 同址計算問題 3.5.4 離散傅立葉反變換的快速計算 3.6 離散傅立葉變換的應用 3.6.1 信號去噪 3.6.2 語音識彆 3.6.3 圖像紋理處理 3.6.4 利用FFT計算綫性捲積 3.7 本章小結 習題 實驗 基於DFT的信號識彆係統4 無限脈衝響應數字濾波器設計 4.1 數字濾波器的性能指標 4.2 IIR數字濾波器的結構 4.2.1 直接Ⅰ型 4.2.2 直接Ⅱ型 4.2.3 級聯型 4.2.4 並聯型 4.2.5 全通濾波器 4.3 IIR濾波器的特性 4.3.1 巴特沃茲濾波器 4.3.2 切比雪夫濾波器 4.3.3 橢圓濾波器 4.4 模擬濾波器到數字濾波器的轉換 4.4.1 脈衝響應不變法 4.4.2 雙綫性變換法 4.5 IIR濾波器設計的頻率變換方法 4.5.1 模擬低通濾波器到各種數字濾波器的變換 4.5.2 數字低通濾波器到其他濾波器的變換 4.6 IIR濾波器實現與係數量化效應 4.6.1 IIR濾波器的實現 4.6.2 係數量化效應 4.7 IIR濾波器應用 4.7.1 彩超係統中的壁濾波器 4.7.2 DTMF雙音頻信號的閤成 4.8 本章小結 習題 實驗 IIR濾波器的設計5 有限脈衝響應數字濾波器設計 5.1 FIR數字濾波器的特點 5.1.1 基本特點 5.1.2 綫性相位特點 5.1.3 綫性相位FIR濾波器的實現條件 5.2 窗函數設計法 5.2.1 窗函數設計法原理 5.2.2 理想低通濾波器 5.2.3 矩形窗的設計特性 5.2.4 漢寜窗的設計特性 5.2.5 哈明窗的設計特性 5.2.6 布萊剋曼窗的設計特性 5.2.7 凱澤窗的設計特性 5.2.8 窗函數設計法的進一步分析 5.3 利用凱澤窗設計FIR濾波器 5.3.1 低通濾波器設計 5.3.2 帶通濾波器設計 5.3.3 高通濾波器設計 5.3.4 帶阻濾波器設計 5.4 頻率取樣設計法 5.4.1 頻率取樣設計法原理 5.4.2 設計實例分析 5.5 等波紋逼近優化設計方法 5.5.1 小均方誤差優化設計 5.5.2 等波紋逼近優化設計 5.6 係數量化效應與溢齣控製 5.6.1 係數量化效應 5.6.2 溢齣控製 5.7 FIR濾波器應用 5.7.1 信號去噪 5.7.2 信號的高頻提升 5.7.3 圖像去噪 5.8 本章小結 習題 實驗 FIR濾波器設計與實現6 多采樣率信號處理與小波變換 6.1 多采樣率信號處理 6.1.1 序列的抽取與插值 6.1.2 序列的采樣率降低處理 6.1.3 序列的采樣率提升處理 6.2 多采樣率處理的應用 6.2.1 帶通信號的降采樣處理 6.2.2 正交鏡像濾波器組設計 6.2.3 樹結構正交鏡像濾波器組設計 6.2.4 倍頻程分隔濾波器組設計 6.2.5 子帶數據壓縮編碼 6.3 小波變換 6.3.1 連續小波變換 6.3.2 小波變換的時頻特性 6.3.3 二進小波變換 6.3.4 多分辨率分析 6.3.5 Mallat算法 6.4 小波變換應用 6.4.1 離散小波變換的計算 6.4.2 信號去噪處理 6.4.3 圖像數據壓縮 6.4.4 語音信號基音檢測 6.5 本章小結 習題7 離散隨機信號處理 7.1 隨機變量和隨機過程 7.2 平穩隨機信號 7.3 隨機信號的A／D轉換噪聲和過采樣處理 7.4 隨機信號功率譜 7.5 綫性係統對隨機信號的響應 7.5.1 均值 7.5.2 自相關函數及功率譜 7.5.3 互相關函數和互功率譜密度 7.6 功率譜估計 7.6.1 譜估計方法種類 7.6.2 自相關函數的估計 7.6.3 互相關函數的估計 7.6.4 傳統功率譜估計 7.6.5 模型譜估計 7.6.6 AR譜估計 7.6.7 大熵譜估計 7.6.8 Burg譜估計法 7.6.9 階數的確定 7.7 維納濾波與卡爾曼濾波 7.8 本章小結 習題附錄 專業術語英漢對照參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《探索聲音的奧秘：從基礎到創新的數字聲音處理指南》 您是否曾對音樂的豐富層次、電影的震撼音效，或是語音通信的清晰流暢感到好奇？是否想深入瞭解這些奇妙聲音背後的技術原理，並掌握如何駕馭它們，創造齣更具錶現力、更富感染力的聲音作品？《探索聲音的奧秘：從基礎到創新的數字聲音處理指南》將帶您踏上一段激動人心的聲音探索之旅。本書並非一本純粹的理論堆砌，而是一本兼具深度與廣度的實踐導嚮型讀物，旨在為聲音愛好者、音樂製作人、音頻工程師、以及對聲音技術感興趣的初學者和進階者提供一份詳盡而易懂的指南。 本書的核心在於揭示聲音如何從模擬世界被轉化為數字信號，以及這些數字信號如何在計算機和各種設備中被處理、分析、修改和重塑。我們將從聲音最本質的物理特性齣發，深入淺齣地講解聲波的生成、傳播及其感知方式。瞭解瞭聲音的物理基礎，我們便能更好地理解後續的數字處理技術。 第一部分：聲音的數字化之旅——從波形到比特的轉變 在這一部分，我們將詳細剖析聲音信號的數字化過程。首先，我們會介紹采樣率和量化深度這兩個關鍵概念，它們直接決定瞭數字聲音的保真度和動態範圍。我們會探討不同采樣率和量化深度對音質的影響，並提供選擇的指導原則，幫助您在實際應用中做齣明智的決策。 接下來，我們將深入講解傅裏葉變換（Fourier Transform）及其在聲音處理中的核心地位。您將理解傅裏葉變換如何將復雜的聲音波形分解為一係列不同頻率的正弦波，從而揭示聲音的頻譜特性。本書將以直觀的方式解釋離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的原理，並演示它們如何在頻譜分析、濾波和閤成等領域發揮巨大作用。我們會通過實際案例，例如分析音樂的音高、識彆語音的元音和輔音，來具體說明這些概念的應用。 第二部分：數字信號處理的利器——算法與技巧 掌握瞭聲音的數字化原理和頻譜分析工具，我們便可以進入數字信號處理（DSP）的核心領域。本書將係統介紹一係列強大而實用的數字信號處理算法。 濾波技術： 濾波器是聲音處理中最基礎也是最重要的工具之一。我們將詳細講解低通、高通、帶通和帶阻濾波器的工作原理，以及它們在去噪、音色塑造和頻率分離中的應用。您將學習如何設計和應用數字濾波器，例如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和貝塞爾（Bessel）濾波器，並理解它們的優缺點。我們還會介紹更高級的自適應濾波器，它們能夠根據輸入信號的變化自動調整參數，在動態降噪等場景下尤為有效。 捲積與混響： 聲音的空間感和深度很大程度上依賴於混響。本書將深入解釋捲積（Convolution）運算，它是實現數字混響的關鍵。您將學習如何使用脈衝響應（Impulse Response）來模擬不同聲學空間的特性，並理解如何通過調整混響參數（如衰減時間、預延遲、擴散度）來創造齣各種各樣的空間效果，從幽靜的教堂到開闊的音樂廳，甚至虛幻的科幻場景。 變換域處理： 除瞭時域和頻域，我們還將探索其他重要的變換域，如小波變換（Wavelet Transform）。小波變換能夠同時提供時間和頻率信息，在信號的局部特徵分析、去噪和壓縮方麵具有獨特優勢。您將瞭解小波變換如何剋服傅裏葉變換在處理非平穩信號時的局限性，並學習其在音頻水印、音樂信息檢索等領域的應用。 壓縮與編碼： 為瞭在存儲和傳輸音頻數據時節省資源，壓縮和編碼技術至關重要。我們將介紹無損壓縮（如FLAC）和有損壓縮（如MP3、AAC）的原理。您將理解感知編碼（Perceptual Coding）是如何利用人耳的聽覺特性來移除人耳難以察覺的聲音信息，從而實現高效壓縮。本書還將探討差分編碼、預測編碼等技術。 第三部分：聲音的創意應用——從音樂到通信 理論與算法的學習終將落腳於實際應用。《探索聲音的奧秘》將帶領您走進聲音技術的廣闊天地，瞭解數字信號處理如何在各個領域發揮著不可或缺的作用。 音樂製作與音頻工程： 虛擬樂器與閤成器： 您將瞭解數字閤成器如何利用各種振蕩器、濾波器和包絡發生器來生成全新的音色，以及 FM 閤成、加法閤成、減法閤成等不同閤成方法的原理。 音頻效果器： 從經典的失真、哇音（Wah-Wah）到現代的延遲、閤唱（Chorus）和鑲邊（Flanger），我們將深入解析這些音頻效果器背後的數字信號處理算法，幫助您理解它們是如何塑造音樂的風格和情感。 母帶處理： 學習如何運用均衡（EQ）、壓縮、限製器（Limiter）等工具來優化音樂的整體音質、響度和動態範圍，使其在不同播放設備上都能獲得最佳聽感。 環繞聲與沉浸式音頻： 探索多聲道音頻技術，如杜比全景聲（Dolby Atmos），以及它們是如何通過精密的聲場渲染技術來創造齣三維的聽覺體驗。 語音處理與通信： 語音識彆（ASR）： 瞭解語音識彆係統如何將語音信號轉換為文本，包括聲學模型、語言模型以及機器學習在其中的應用。 語音閤成（TTS）： 探索語音閤成技術，學習機器如何“說話”，並理解不同閤成器（如參數閤成、拼接閤成）的優劣。 音頻編解碼器： 學習在語音通信中常用的編解碼器，如 G.711、G.729 等，理解它們如何在保證通信質量的同時最大限度地壓縮數據。 迴聲消除與降噪： 深入研究迴聲消除算法，瞭解它們如何在通話中消除不必要的聲學迴聲，以及高級降噪技術如何在嘈雜環境中提取清晰的聲音信號。 其他前沿應用： 聲音事件檢測與分類： 學習如何利用數字信號處理技術來識彆和分類各種聲音事件，例如安防監控中的異常聲音檢測、環境監測中的動物叫聲識彆。 音頻水印與版權保護： 探索如何在音頻數據中嵌入不可見的標記，以實現版權保護和來源追蹤。 醫學診斷與生物聲學： 瞭解聲音分析在醫學診斷中的應用，例如心音、肺音的分析，以及在生物聲學研究中對動物交流信號的解讀。 本書特色： 理論與實踐的完美結閤： 本書在深入講解理論知識的同時，輔以大量的實例和圖示，幫助讀者直觀理解抽象的概念。我們鼓勵讀者動手實踐，通過編程示例（如果適用，可以提及使用的編程語言或工具）來鞏固所學。 由淺入深，循序漸進： 無論您是聲音處理領域的新手，還是希望係統性地梳理知識的進階者，本書都將為您提供一條清晰的學習路徑。我們從最基礎的概念講起，逐步深入到復雜的算法和應用。 前沿視角與未來展望： 在介紹經典理論和技術的同時，本書也將觸及一些新興的聲學處理技術和發展趨勢，幫助您把握聲音技術領域的未來脈搏。 豐富的案例分析： 通過對實際聲音處理問題的剖析，本書將幫助您學會如何將理論知識應用於解決現實世界中的挑戰，提升您的工程實踐能力。 《探索聲音的奧秘：從基礎到創新的數字聲音處理指南》是一本為您量身打造的聲音處理百科全書。它不僅能幫助您理解聲音世界的運作方式，更能激發您的創造力，讓您能夠自信地運用數字信號處理的強大力量，創造齣屬於您自己的聲音傳奇。無論您的目標是提升音樂製作水平、優化通信係統，還是探索聲音技術的未知領域，本書都將是您不可或缺的夥伴。現在，讓我們一起揭開聲音的神秘麵紗，開啓您的聲音探索之旅！

評分☆☆☆☆☆

這本書對於算法實現層麵的探討，可以說是點睛之筆，體現瞭作者深厚的工程實踐背景。很多理論書籍止步於證明定理的正確性，而這本書則更進一步，探討瞭如何在計算機上高效地實現這些理論。例如，在討論快速傅裏葉變換（FFT）時，書中不僅詳細介紹瞭算法的原理，還特彆指齣瞭不同實現版本（如Cooley-Tukey算法）在計算復雜度和內存占用上的權衡，並提供瞭僞代碼級的指導。這種對“如何做”的關注，極大地提升瞭這本書的實用價值，讓讀者在掌握“是什麼”的同時，也清楚“該怎麼做”。對於緻力於開發DSP係統的工程師而言，書中關於有限精度效應和量化噪聲處理的章節，更是提供瞭寶貴的、直接可用的工程經驗，避免瞭許多在實際部署中可能遇到的陷阱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版實在是精良，看得齣來作者和齣版社在細節上是下瞭大功夫的。封麵設計簡潔卻不失深度，內頁的字體和行距都非常舒適，即使是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。尤其讓我欣賞的是那些復雜的數學公式和圖錶的呈現方式，它們不僅清晰易讀，而且布局閤理，能夠很好地引導讀者的視綫，幫助理解抽象的概念。例如，書中對傅裏葉變換的解釋部分，圖示的精細程度讓人印象深刻，每一個細節的標注都恰到好處，避免瞭傳統教材中那種擁擠和混亂的感覺。這種對視覺體驗的重視，極大地提升瞭學習的愉悅感，讓原本枯燥的理論學習過程變得更加流暢和享受。很多技術書籍往往忽略瞭這一點，但這本書顯然在這方麵做得非常齣色，讓人願意一頁一頁地翻下去，主動去探索後麵的內容。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格展現齣一種非常難得的嚴謹與親切的平衡感。它的描述精準、用詞考究，確保瞭學術上的準確性，完全符閤專業參考書的標準。但同時，作者在解釋一些復雜概念時，又大量使用瞭類比和生活化的例子，使得文字不再是冰冷的公式堆砌，而是充滿瞭思考的溫度。例如，在解釋采樣定理時，那種用日常情境來比喻信號恢復過程的手法，讓人茅塞頓開。這種既不失專業深度，又注重可讀性的寫作風格，使得閱讀體驗變得非常輕鬆愉快。它不像某些經典教材那樣，需要反復查閱大量的術語錶，而是像一位經驗豐富、善於溝通的導師在耳邊娓娓道來，讓人在不知不覺中就吸收瞭大量知識，這種體驗是很多工具書無法提供的。

評分☆☆☆☆☆

我非常佩服作者在內容組織上的邏輯性和層次感，整個知識體係的構建是層層遞進、水到渠成的。初學者可以從最基礎的離散時間信號和係統概念開始，逐步深入到Z變換和頻域分析，每一步的過渡都顯得異常自然，沒有齣現那種生硬的跳躍。書中的概念介紹總是從最核心的直覺入手，然後纔引入嚴謹的數學定義，這種“先有感性認識，後有理性升華”的處理方式，極大地降低瞭理解難度。特彆是對於像捲積這樣的核心概念，作者用瞭好幾種不同的角度去解釋和推導，確保瞭即便是對數學不太敏感的讀者也能建立起穩固的認識。這種循序漸進的設計哲學，使得這本書不僅適閤作為專業課程的教材，同樣也適閤希望係統自學這門學科的工程師們作為案頭參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分簡直是教科書級彆的典範，它完美地架起瞭理論與實踐之間的鴻溝。作者並沒有停留在泛泛而談的理論推導上，而是選取瞭多個跨越不同工程領域的真實應用場景進行深入剖析。比如，在講解濾波器設計時，書中不僅詳細闡述瞭巴特沃斯和切比雪夫濾波器的數學特性，還緊接著展示瞭如何在實際的音頻處理係統中應用這些理論，包括具體的參數選擇和性能評估標準。這種“先理論後實踐”的結構安排，使得讀者能夠非常清晰地看到那些抽象的公式是如何轉化為解決實際問題的有力工具的。對於初學者來說，這無疑是一座寶貴的橋梁；而對於有經驗的工程師，這些詳盡的案例也能提供新的啓發和優化思路，讓人在閤上書本時，腦海中已經有瞭一套清晰的實施藍圖。