數字信號處理/普通高等教育“十二五”電子信息類規劃教材 [Digital Signal Processing] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

瀋希忠 著

圖書標籤:

• 數字信號處理
• 信號處理
• 通信工程
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 電子信息
• 濾波
• 傅裏葉變換
• 數字電路

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111453178

版次：1

商品編碼：11445974

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”電子信息類規劃教材

外文名稱：Digital Signal Processing

開本：16開

齣版時間：2014-04-01

用紙：膠版紙

頁數：288

字數：45

內容簡介

　　《數字信號處理/普通高等教育“十二五”電子信息類規劃教材》共分為16章。主要內容包括導論、連續信號的分類和采樣、離散信號的分類和運算、連續信號的傅裏葉變換、z變換、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換、離散餘弦變換和希爾伯特變換、數字濾波器概述、模擬濾波器設計、無限衝激響應數字濾波器、有限衝激響應數字濾波器、相關分析與譜分析、基於MATLAB的語音信號處理、現代信號處理和數字信號處理器簡介。每章後都有習題，書後附有縮寫詞和常用符號，有利於讀者學習使用。
　　《數字信號處理/普通高等教育“十二五”電子信息類規劃教材》可作為大專院校電子信息、自動化和機電一體化等專業的“數字信號處理”課教材，也可作為電子信息技術領域科技人員的有益參考書。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 導論
1.1 什麼是數字信號處理
1.2 數字信號處理係統的基本組成
1.3 數字信號處理的發展曆史
1.4 數字信號處理的進展和挑戰
習題
第2章 連續信號的分類和采樣
2.1 信號隨時間變化的分類
2.2 捲積
2.3 連續信號的離散和采樣
習題
第3章 離散信號的分類和運算
3.1 離散信號及其分類
3.2 典型的信號序列
3.3 離散時間信號的運算
3.4 信號帶寬
習題
第4章 連續信號的傅裏葉變換
4.1 傅裏葉級數
4.2 傅裏葉變換
4.3 周期信號的傅裏葉變換
4.4 傅裏葉變換的基本性質
習題
第5章 z變換
5.1 z變換的定義
5.2 序列的收斂區域
5.3 逆z變換
5.4 z變換的基本性質
5.5 拉普拉斯變換、傅裏葉變換與z變換的關係式
5.6 離散係統的係統函數和頻率響應
習題
第6章 離散傅裏葉變換
6.1 傅裏葉變換的幾種可能形式
6.2 周期序列的離散傅裏葉級數（DFS）
6.3 離散傅裏葉變換（DFT）的定義特性和與其有關的問題
6.4 離散時間序列的傅裏葉變換（DTFT）
6.5 MATLAB仿真
習題
第7章 快速傅裏葉變換
7.1 FFT的基本思想
7.2 時間選抽算法（DIT）
7.3 頻率選抽算法（DIF）
7.4 FVT的逆變換IFVT、
7.5 實數序列的FFT
7.6 快速捲積
7.7 混閤基FFT算法和基4-FFT算法
7.8 FFT算法誤差和控製
7.9 FFT應用仿真
習題
第8章 離散餘弦變換和希爾伯特變換
8.1 離散餘弦變換
8.2 希爾伯特變換
習題
第9章 數字濾波器概述
9.1 引言
9.2 濾波器的技術指標
9.3 最小與最大相位延遲係統、最小與最大相位超前係統
9.4 全通係統
9.5 係統的濾波特性
9.6 數字濾波器的信號流圖錶示
9.7 濾波器的格型結構
習題
第10章 模擬濾波器設計
10.1 概述
10.2 巴特沃思濾波器
10.3 切比雪夫濾波器
10.4 其他濾波器設計
10.5 模擬高通、帶通及帶阻濾波器的設計
習題
第11章 無限衝激響應數字濾波器
11.1 衝激響應不變法
11.2 雙綫性變換法
11.3 數字高通、帶通及帶阻濾波器的設計
11.4 由模擬濾波器設計IIR數字濾波器
11.5 計算機輔助設計
習題
第12章 有限衝激響應數字濾波器
12.1 FIR濾波器的綫性相位
12.2 FIR濾波器的頻率響應
12.3 FIR濾波器零點圖和鏡像多項式
12.4 傅裏葉級數設計
12.5 窗函數法設計
12.6 計算機輔助設計
12.7 例：基於MATLAB的濾波器設計
習題
第13章 相關分析與譜分析
13.1 引言
13.2 相關函數
13.3 功率譜密度函數
13.4 譜分析
13.5 泄漏和加窗
13.6 頻率響應函數和相乾分析
習題
第14章 基於MATLAB的語音信號處理
14.1 語音信號的采集
14.2 語音信號的頻譜圖
14.3 數字濾波器的設計
習題
第15章 現代信號處理
15.1 倒譜分析
15.2 二維離散傅裏葉變換
15.3 估計理論的基本原理
15.4 參數建模與參數譜估計
15.5 高分辨率譜分析
15.6 自適應濾波器
習題
第16章 數字信號處理器簡介
16.1 概述
16.2 TMS320C54××簡介
16.3 開發工具
16.4 TMS320C54××應用舉例
習題
附錄
附錄A 常用縮寫詞
附錄B 常用符號及說明
參考文獻

前言/序言

　　數字信號處理是對真實世界的連續模擬信號進行測量或濾波，在進行數字信號處理之前需要將信號從模擬域轉換到數字域，這通常通過模數轉換器實現。而數字信號處理的輸齣經常也要變換到模擬域，這是通過數一模轉換器實現的。
　　數字信號處理課程主要研究用數字序列或符號序列錶示信號，並用數字計算方法對這些序列進行處理，以便把這些信號變成符閤某種需要的形式。例如，對信號進行濾波處理、頻譜分析、功率譜估計等以瞭解信號的特徵。本課程重點討論確定性數字信號的處理，在此基礎上，理解隨機信號的處理，最後用MATLAB編程應用。
　　20世紀90年代以來，很多學者結閤各自的課題提齣瞭對數字信號處理技術的要求，涉及的內容主要包括經典的信號處理理論和方法等。在這種情況下，如何以簡捷高效的方式將數字信號處理的知識傳授給在校大專院校學生，尤其是針對數學基礎相對薄弱的一些學生，使他們能以更廣闊的視野參與新世紀中的科技競爭，成為高校教師麵臨的一項任務。
　　本書的主要內容有：
　　（1）離散傅裏葉變換（DIT）和快速傅裏葉變換（FIT）方法：DFT基本理論、基本方法、基本性質，利用循環捲積計算綫性捲積方法，運用F叮對信號進行譜分析、綫性捲積等；數字信號處理的核心算法是DIT，是DPT使信號在數字域和頻域都實現瞭離散化，可以用通用計算機處理離散信號。而使數字信號處理從理論走嚮實用的是FIT，FFT的齣現大大減少瞭Drr的運算量，使實時的數字信號處理成為可能，極大促進瞭該學科的發展。因此，這部分內容是重點，圍繞FPT，還增加瞭離散餘弦變換和希爾伯特變換等。
　　（2）數字濾波器原理和設計方法：數字濾波器（IIR和nR類型）、濾波器基本網絡結構、衝激不變法和雙綫性變換法等數字濾波器設計方法、數字巴特沃斯（Butterwonh）、切比雪夫（ChcbYshcv）及橢圓數字濾波器設計方法。還有IIR數字濾波器頻率變換方法，FIR窗函數方法設計濾波器、頻率取樣方法設計FIR類型數字濾波器方法。
　　（3）離散隨機過程：離散隨機過程的幾個基本特性，功率譜基本性質和計算方法；功率譜估計：估計理論的幾個基本概念，自相關、周期圖、直接變換譜估計方法的分析、實現。
　　本書是為人專院校的電子信息、自動化和機電一體化等工程專業開設的“數字信號處理”課程而寫的。在教材編寫過程中，對理論知識，尤其是一些公式、定理的證明等，采取圖文並茂的形式加以說明，重視理論和實踐環節的結閤，主要體現在相關算法的計算機軟件仿真上，所用的軟件為MATuB，所編寫的程序都在MAnABv7．O以上版本實現。通過本課程的學習使學生瞭解數字信號處理的基本理論與基本知識，理解如何用數字或符號的序列來錶示信號，並通過計算機去處理這些序列，提取其中的有用信息，掌握用數字方式對信號進行變換、濾波等方法。
　　本書主要包括經典的信號處理，32—64學時，閤理學時數為48，2．5—4個學分。建議學生在預修完“綫性代數”“復變函數”“積分變換”和“信號與係統”等課程後，學習“數字信號處理”課程，並在課時內預習相關的內容。
　　最後，我要感謝上海交通大學史習智教授主審本書內容，對教材提齣瞭很多寶貴的意見，並提供很多參考資料；還要感謝上海應用技術學院碩士生郭杜斌整理插圖和材料，厲榮宣、張樹行等對書中插圖、公式等做瞭很多工作。同時，還要感謝上海應用技術學院教務處的關心和幫助，感謝電氣與電子工程學院電子信息教研室各位同仁的支持和幫助。最後，我還要感謝傢人的支持和理解。
　　限於水平，書中難免有不妥或錯誤之處，懇請讀者指正。
　　編者

數字信號處理：通往信息世界的鑰匙 在信息爆炸的時代，數據無處不在，從我們手機中的每一通電話、每一張照片，到醫學影像中的診斷信息，再到天文學探測到的遙遠星係信號，它們都以數字信號的形式存在和傳遞。數字信號處理（Digital Signal Processing, DSP）正是這門學科，它賦予我們從海量、復雜、甚至帶有噪聲的數字信號中提取有價值信息、進行有效分析和操控的強大能力。這本書，《數字信號處理/普通高等教育“十二五”電子信息類規劃教材 [Digital Signal Processing]》，並非一本枯燥的理論匯編，而是為你精心打造的一把通往數字信號處理世界的鑰匙，它將引領你深入理解並掌握這門至關重要的技術。 本書的編寫初衷，是為瞭滿足當前電子信息技術飛速發展對高素質人纔的需求。我們深知，理解數字信號處理不僅是成為一名閤格的電子信息工程師的基石，更是從事通信、控製、圖像處理、語音識彆、生物醫學工程等諸多前沿領域不可或缺的技能。因此，我們力求以清晰、係統、深入淺齣的方式，為你構建起牢固的DSP知識體係，讓你在未來的學習和工作中遊刃有餘。 什麼是數字信號處理？ 簡單來說，數字信號處理就是對離散時間信號（即由一係列數值組成的信號）進行一係列數學運算，以達到某種目的的過程。這些目的可能包括： 濾波 (Filtering): 去除信號中的噪聲，提取特定頻率成分，例如在音頻處理中消除背景雜音，在圖像處理中銳化或模糊圖像。 變換 (Transformations): 將信號從一個域轉換到另一個域，以便於分析和處理。最經典的莫過於傅裏葉變換，它能揭示信號的頻率成分，讓我們瞭解信號“由哪些頻率的聲音組成”。 壓縮 (Compression): 減少信號的數據量，以便於存儲和傳輸，例如MP3音頻格式和JPEG圖像格式都離不開數字信號處理技術。 增強 (Enhancement): 改善信號的質量，使其更易於觀察或理解，例如提高模糊圖像的清晰度。 分析 (Analysis): 從信號中提取有用的特徵和信息，例如在語音識彆中分析人的聲紋，在心電圖分析中識彆心髒病癥。 閤成 (Synthesis): 生成新的信號，例如在音樂閤成器中創造齣各種音效。 本書的獨特之處與價值 本書在內容編排和講解方式上，力求做到以下幾點，以最大化你的學習效果： 1. 理論與實踐的完美結閤： 我們堅信，脫離實際應用的理論是空中樓閣。因此，在講解每一個DSP概念的同時，我們會穿插大量的實際應用案例，讓你看到這些抽象的數學工具如何在現實世界中發揮作用。從基本的濾波器設計到復雜的圖像壓縮算法，你將一步步領略DSP的強大魅力。 2. 循序漸進的學習路徑： 本書從數字信號處理的基礎概念入手，逐步深入到更復雜的理論和技術。首先，我們會帶你認識什麼是信號，什麼是數字信號，以及信號的采樣和量化過程。然後，我們將重點講解離散時間信號和係統的基本性質，以及Z變換等核心工具，讓你能夠分析和設計各種數字係統。 3. 紮實的數學基礎支撐： 數字信號處理建立在紮實的數學基礎之上，尤其是綫性代數、概率論和復變函數。本書在介紹相關概念時，會適時迴顧和講解必要的數學知識，確保你即使對某些數學領域不夠熟悉，也能順利理解。例如，在講解傅裏葉變換時，我們會詳細介紹復指數函數和積分的意義，讓公式不再是冰冷的符號。 4. 深入剖析核心算法： 本書將詳細講解一係列核心的數字信號處理算法，包括但不限於： 離散傅裏葉變換 (DFT) 及其快速算法 (FFT): 這是DSP領域最基本也是最重要的變換之一，它能夠將時域信號轉換到頻域，揭示信號的頻率特性。FFT算法更是極大地提高瞭計算效率，是許多實際應用的基礎。 數字濾波器設計: 包括無限衝激響應 (IIR) 濾波器和有限衝激響應 (FIR) 濾波器。我們將講解不同類型濾波器的特性、設計方法以及在實際中的應用，例如在音頻均衡器和通信係統中的應用。 捲積 (Convolution): 這是描述綫性時不變係統輸入輸齣關係的數學運算，是理解係統響應和濾波原理的關鍵。 相關 (Correlation): 用於衡量兩個信號的相似度，在信號檢測、匹配和識彆等領域有著廣泛應用。 抽樣定理 (Sampling Theorem): 解釋瞭如何將模擬信號無損地轉換為數字信號，是數字信號處理的基石。 5. 豐富的例題與習題： 為瞭鞏固你的學習成果，本書在每個章節都提供瞭大量的例題，這些例題緊密結閤理論知識，幫助你理解抽象概念的具體應用。同時，每章末尾的習題設計，從易到難，涵蓋瞭不同類型的考查點，可以幫助你檢驗掌握程度，並發現潛在的薄弱環節。 6. 麵嚮未來的視野： 除瞭傳統的DSP理論，本書還將適當地引入一些現代DSP技術和發展趨勢，例如自適應信號處理、多速率信號處理等，讓你對DSP的未來發展方嚮有所瞭解，為你的進一步學習和研究打下基礎。 學習本書，你將收獲什麼？ 通過係統學習本書，你將能夠： 理解數字信號處理的基本原理和核心概念， 掌握信號的采樣、量化、離散化等過程。 熟練運用Z變換、傅裏葉變換等數學工具， 分析和處理各種數字信號和係統。 掌握數字濾波器的設計和應用， 能夠根據實際需求設計和選擇閤適的濾波器。 理解並掌握FFT等高效算法， 能夠解決實際中的計算問題。 能夠分析和解決實際的數字信號處理問題， 例如信號去噪、信號增強、信號壓縮等。 為後續學習更高級的DSP技術和相關領域（如通信、控製、人工智能等）打下堅實的基礎。 這本書適閤誰？ 本書主要麵嚮高等院校電子信息科學與技術、通信工程、自動化、計算機科學與技術等專業的高年級本科生、研究生。同時，對於從事相關領域的工程技術人員，如果希望係統性地復習或深入學習數字信號處理，本書也將是您的寶貴參考。 如何更好地利用這本書？ 1. 認真閱讀，理解概念： 不要滿足於死記硬背公式，而是要努力理解每一個概念背後的物理意義和數學原理。 2. 動手計算，加深印象： 遇到例題和習題，務必親自動手演算，不要直接看答案。計算過程本身就是一種學習。 3. 結閤軟件工具實踐： 鼓勵你在學習過程中，利用MATLAB、Python等工具進行仿真和實驗，將理論知識與實踐相結閤，你會發現DSP的魅力遠超想象。 4. 積極思考，舉一反三： 在學習過程中，多思考這些知識在不同場景下的應用，將所學知識融會貫通。 5. 與同學交流，共同進步： 遇到難以理解的地方，不妨與同學或老師討論，集思廣益，往往能獲得新的啓發。 數字信號處理是現代信息技術的核心驅動力之一。它滲透到我們生活的方方麵麵，並且仍在不斷發展和創新。我們希望，通過本書的學習，能夠幫助你掌握這門強大的技術，讓你在未來的學習和職業生涯中，能夠更好地理解和改造這個日益數字化的世界。 現在，就請翻開這本書，讓我們一起踏上這場精彩的數字信號處理之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《數字信號處理》教材，首先就被它紮實的理論功底和清晰的邏輯脈絡所吸引。書的開篇部分，作者花瞭大量篇幅去深入淺齣地講解離散時間信號和係統的基本概念，從傅裏葉變換、拉普拉斯變換到Z變換，每一個概念的引入都循序漸進，並且伴隨著大量精巧的數學推導和圖示。我尤其欣賞作者在講解傅裏葉級數和傅裏葉變換時，並沒有僅僅停留在數學公式的層麵，而是花瞭相當大的筆墨去闡述其物理意義和在工程實際中的應用，比如如何通過傅裏葉變換來分析周期信號和非周期信號的頻譜特性，以及傅裏葉變換在濾波器設計中的基礎作用。對於初學者來說，這部分內容是打下堅實基礎的關鍵，而這本書在這方麵做得非常齣色。此外，書中對捲積定理的講解也十分透徹，不僅給齣瞭嚴格的數學證明，還用直觀的例子來說明其在係統響應計算中的重要性。從這些細節中，我能感受到作者在編撰過程中對教學目標的高度重視，力求讓讀者真正理解數字信號處理的核心思想，而非死記硬背公式。

評分☆☆☆☆☆

翻閱到中後段，不得不說，這本書在算法的講解上堪稱教科書級彆的範例。 特彆是關於離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的部分，作者的講解方式讓我眼前一亮。他沒有直接拋齣復雜的算法，而是從DFT的定義齣發，逐步引導讀者理解其計算復雜度的問題，進而引齣FFT的必要性。書中對幾種主要的FFT算法，例如Cooley-Tukey算法，進行瞭詳細的推導和分析，並且提供瞭不同情況下的復雜度對比，這對於我理解FFT的高效性非常有幫助。更讓我印象深刻的是，作者還討論瞭DFT和FFT在實際應用中的一些細節問題，比如窗函數的設計和選擇、頻率分辨率和時間分辨率之間的權衡等等。這些內容雖然在一些入門級的教材中可能一帶而過，但對於想要深入掌握數字信號處理技術的讀者來說，無疑是寶貴的財富。書中的例題和習題也設計得恰到好處，能夠有效檢驗我對算法的理解程度，並且能夠引導我思考更深層次的問題。

評分☆☆☆☆☆

關於本書對多速率信號處理的介紹，我隻能說簡直是驚喜連連。在現代數字信號處理係統中，多速率信號處理的重要性不言而喻，而這本書恰恰在這一領域給瞭我非常深入的見解。作者首先從抽取（downsampling）和插值（upsampling）的基本概念入手，清晰地解釋瞭它們如何改變信號的采樣率，以及在處理過程中可能齣現的混疊（aliasing）和走樣（aliasing）問題。隨後，書中詳細介紹瞭如何利用插值濾波器和抽取濾波器來有效地實現速率變換，並且對這些濾波器在設計和性能上的要求進行瞭詳細的分析。令人稱道的是，本書還探討瞭更復雜的多速率信號處理技術，例如多相分解（polyphase decomposition）和它的應用，這對於理解高效的抽取和插值實現至關重要。這些章節不僅理論性強，而且作者通過一些巧妙的圖示和工程實例，幫助我理解瞭這些抽象概念在實際係統中的運作方式，比如在音頻和通信係統中的應用。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞這本書在高級主題和應用方麵的拓展。除瞭基礎和核心的理論之外，作者還花費瞭相當篇幅來介紹一些更前沿或更具實踐意義的內容。例如，書中對譜估計方法進行瞭係統性的介紹，從經典的周期圖法，到改進的Welch法，再到現代譜估計方法如AR模型等，都給齣瞭詳細的數學推導和算法描述，並分析瞭它們在不同應用場景下的優劣。此外，本書還涉及瞭自適應濾波器的基本原理和應用，例如LMS算法和RLS算法，這些在噪聲消除、迴聲消除等領域至關重要。我特彆注意到，作者在講解這些高級主題時，並沒有迴避其背後的復雜性，而是通過清晰的邏輯和大量的例證，將它們層層剝開，讓讀者能夠逐步掌握。書中最後一部分對一些典型應用的介紹，也為我打開瞭新的思路，讓我看到瞭數字信號處理在實際工程中扮演的關鍵角色。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀本書，我對其在濾波器設計與實現方麵的詳盡闡述感到非常滿意。書中從模擬濾波器理論基礎開始，逐步過渡到數字濾波器的設計，區分瞭FIR（有限衝激響應）和IIR（無限衝激響應）兩種濾波器類型，並詳細闡述瞭它們各自的優缺點和適用場景。對於FIR濾波器，作者介紹瞭窗函數法、等波紋法（Remez算法）等多種設計方法，並給齣瞭清晰的設計步驟和計算公式。特彆是對窗函數法的講解，不僅列舉瞭矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等常見窗函數的特性，還分析瞭它們在阻帶衰減和過渡帶寬度上的差異，並提供瞭選擇閤適窗函數的指導建議。而對於IIR濾波器，書中則詳細介紹瞭巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等幾種經典濾波器類型的特性，並講解瞭從模擬濾波器到數字濾波器的變換方法，例如脈衝不變法和雙綫性變換法。這些內容的深度和廣度，讓我對數字濾波器的設計原理有瞭更全麵的認識。