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焦瑞莉 等 著

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• 数字信号处理
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• MATLAB
• 算法
• 滤波
• 频谱分析
• 图像处理

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111359210

版次：1

商品编码：10845153

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-10-01

用纸：胶版纸

页数：319

内容简介

《数字信号处理》强调知识体系与学科基础，注重理论和实际的结合。同时《数字信号处理》恰当地以图形化方式展示基本理论与方法，既便于学生理解又可以引导学生掌握图解的科学方法与手段。各章核心内容使用MATLAB对复杂理论加以图形化展现及释疑，使学生易于理解和接受，同时引导学生学习掌握MATLAB软件工具。
《数字信号处理》适合作为高等院校理工科电类各专业数字信号处理课程的本科生教材，也可作为从事数字信号处理的科技人员的基础性参考书。
为了便于教与学，与《数字信号处理》配套的学习指导和实验及课程设计指导将相继成书。学习指导包括数字信号处理知识要点、典型习题解答、自测题及提高题。实验及课程设计指导包括MATLAB基础、数字信号处理实验指导及课程设计指导等内容。

目录

前言
绪论
第1章 离散时间信号和系统的时域分析
1.1 离散时间信号
1.1.1 典型离散时间信号
1.1.2 离散时间信号的运算
1.2 离散时间系统
1.2.1 离散时间系统的定义和描述方法
1.2.2 离散时间系统的特性
1.2.3 线性时不变系统的特性
习题

第2章 离散时间信号和系统的频域、复频域分析
2.1 离散时间傅里叶变换
2.1.1 离散时间傅里叶变换的定义
2.1.2 离散时间傅里叶变换的性质
2.1.3 离散时间傅里叶变换的应用
2.2 周期序列的离散傅里叶级数及傅里叶变换
2.2.1 周期序列的离散傅里叶级数
2.2.2 离散傅里叶级数的性质
2.2.3 周期序列的傅里叶变换
2.3 z变换
2.3.1 z变换的定义及收敛域
2.3.2 z反变换
2.3.3 z变换的性质
2.3.4 z变换与其他变换的关系
2.4 z变换的应用
2.4.1 利用z变换解差分方程
2.4.2 系统函数
2.4.3 利用z变换分析系统的频率响应特性
2.4.4 系统的各种描述方法及相互转换
2.4.5 几种特殊系统*
习题

第3章 离散傅里叶变换
3.1 傅里叶变换的四种形式
3.1.1 连续时间傅里叶变换
3.1.2 周期信号的傅里叶级数
3.1.3 离散时间傅里叶变换
3.1.4 周期序列的傅里叶级数
3.1.5 四种形式的傅里叶变换的关系与比较
3.2 离散傅里叶变换的定义
3.2.1 离散傅里叶变换的定义
3.2.2 离散傅里叶变换与离散时间傅里叶变换和z变换的关系
3.3 离散傅里叶变换的性质
3.3.1 线性性质
3.3.2 移位性质
3.3.3 Parseval定理
3.3.4 对称性质
3.3.5 卷积性质
3.4 离散傅里叶变换的应用
3.4.1 计算线性卷积
3.4.2 信号的谱分析
3.4.3 信号的时频分析*
3.4.4 多抽样率数字信号处理*
习题

第4章 快速傅里叶变换
4.1 引言
4.2 基-2 FFT算法
4.2.1 时间抽取基-2 FFT算法
4.2.2 时间抽取基-2 FFT算法的运算规律及编程思想**
4.2.3 频率抽取基-2 FFT算法
4.2.4 离散傅里叶反变换的高效算法
4.3 其他快速算法
4.3.1 混合基算法*
4.3.2 分裂基算法**
4.4 线性调频z变换*
4.4.1 线性调频z变换的定义
4.4.2 线性调频z变换的计算
习题

第5章 数字滤波器的结构
5.1 数字滤波器的基本概念
5.2 数字滤波器的信号流图描述方法
5.3 IIR数字滤波器的基本结构
5.3.1 直接型结构
5.3.2 级联型结构
5.3.3 并联型结构
5.3.4 转置型结构
5.4 FIR数字滤波器的基本结构
5.4.1 横截型（卷积型、直接型）结构
5.4.2 级联型结构
5.4.3 频率抽样型结构
5.4.4 FIR线性相位数字滤波器结构
5.5 数字滤波器的格型结构**
5.5.1 全零点数字滤波器的格型结构
5.5.2 全极点数字滤波器的格型结构
5.5.3 零极点数字滤波器的格型结构
习题

第6章 无限长脉冲响应数字滤波器设计
6.1 引言
6.1.1 数字滤波器的分类
6.1.2 数字滤波器的频率响应
6.1.3 数字滤波器的设计指标
6.1.4 IIR数字滤波器的设计
6.2 模拟滤波器的设计
6.2.1 模拟低通滤波器的设计指标
6.2.2 巴特沃兹模拟低通滤波器的设计
6.2.3 切比雪夫模拟低通滤波器的设计
6.2.4 椭圆模拟低通滤波器的设计
6.3 模拟滤波器的数字化方法
6.3.1 脉冲响应不变法
6.3.2 双线性变换法
6.4 滤波器的频带变换
6.4.1 模拟频带变换
6.4.2 数字频带变换
6.5 其他设计方法简介**
6.5.1 IIR数字滤波器的直接设计法
6.5.2 IIR数字滤波器的优化设计法
习题

第7章 有限长脉冲响应数字滤波器设计
7.1 引言
7.2 线性相位滤波器的条件和特点
7.2.1 FIR数字滤波器的线性相位条件
7.2.2 FIR线性相位数字滤波器的幅频响应函数
7.3 窗函数设计法
7.3.1 设计原理
7.3.2 各种窗函数介绍
7.3.3 FIR数字滤波器的窗函数法设计步骤
7.3.4 设计举例
7.4 频率抽样设计法
7.4.1 设计原理
7.4.2 线性相位的约束
7.4.3 频率抽样的两种方法
7.4.4 阻带及过渡带的优化设计
7.4.5 FIR数字滤波器的频率抽样法设计步骤
7.5 IIR和FIR滤波器的比较
习题

第8章 有限字长效应
8.1 引言
8.1.1 数的表示方法
8.1.2 尾数的处理方法
8.2 A-D转换的有限字长效应
8.2.1 量化误差的统计分析
8.2.2 量化噪声通过线性系统
8.3 数字滤波器系数的有限字长效应
8.3.1 系数量化误差对滤波器稳定性的影响
8.3.2 系数量化误差对滤波器零极点位置的影响
8.4 数字滤波器运算中的有限字长效应
8.4.1 定点运算IIR滤波器的有限字长效应
8.4.2 定点运算FIR滤波器的有限字长效应
习题
部分习题参考答案
附录
附录A 巴特沃兹模拟低通滤波器参数表格
附录B 切比雪夫模拟低通滤波器参数表格
附录C 常用术语的英汉对照
参考文献

前言/序言

《星河漫游指南》 一本关于宇宙的诗意探索与哲学沉思 在这浩瀚无垠的宇宙面前，人类始终怀揣着最古老的好奇与最深切的敬畏。我们仰望星空，试图理解那闪烁光芒背后的奥秘，追溯时间的起点，探寻生命的起源，以及思考我们在宇宙中的渺小与伟大。《星河漫游指南》并非一本枯燥的教科书，它是一次心灵的远航，一次智识的启迪，更是一场跨越时空的对话，邀请每一位热爱探索的灵魂，一同踏上这场关于宇宙的诗意漫游。 本书将带领读者穿越星尘弥漫的星系，潜入黑洞深邃的引力井，漫步于行星环绕的轨迹，感受超新星爆发的壮丽。但我们的旅程，远不止于对天文现象的纯粹描绘。我们将目光投向更广阔的维度，去探究那些驱动宇宙运行的物理定律，那些塑造我们认知世界的哲学思考，以及那些触及生命本质的形而上追问。 第一章：光年的彼端——宇宙的尺度与起源 我们从最基础的“尺度”开始。光年，这个单位本身就蕴含着宇宙的宏伟。我们会以一种充满画面感的方式，让你体会那无法想象的距离。从太阳系的边界到遥远的星系团，我们将运用形象的比喻和直观的类比，帮助你打破日常感知的局限，真正“看见”宇宙的广阔。 接着，我们将追溯宇宙的起源。从大爆炸那一刹那的奇点，到早期宇宙的炽热与混沌，再到质子、中子、电子的形成，直至第一批恒星的诞生。我们不会拘泥于复杂的数学公式，而是通过生动的故事和引人入胜的叙述，勾勒出宇宙从无到有的壮丽画卷。你将了解到，构成我们身体的每一个原子，都曾在大爆炸的熔炉中淬炼，我们与宇宙，同根同源。 第二章：星辰大海——恒星的生命周期与元素之旅 恒星，是宇宙中最耀眼的生命。我们将聚焦于恒星的“一生”。从气体尘埃云的汇聚，到氢核聚变的点燃，再到不同质量恒星截然不同的命运——它们如何燃烧自己，如何演化，最终归于何处。你会惊叹于红巨星的膨胀，理解白矮星的寂灭，震撼于中子星的密度，以及黑洞的神秘。 更重要的是，我们将深入探讨恒星在元素合成中的核心作用。你知道吗？我们餐桌上的铁，你手中摩挲的手机中的硅，甚至我们身体里的碳，都曾是某颗古老恒星核心的产物。恒星就像宇宙的炼金炉，通过核聚变，将最简单的氢和氦，一步步锻造成构成万物的复杂元素。我们将为你讲述这场“元素之旅”，让你明白，我们每个人，都是星尘的后裔。 第三章：星系的舞蹈——宇宙的结构与演化 宇宙并非杂乱无章，而是拥有令人惊叹的结构。我们将带领你领略星系的壮美。“旋涡星系”的优雅臂弯，“椭圆星系”的古老宁静，以及那些在引力作用下相互作用、合并的“碰撞星系”，都将一一呈现在你的眼前。我们会探讨星系的形成机制，以及它们如何在宇宙大尺度结构中扮演的角色——从星系团到超星系团，构成了一幅壮阔的宇宙网格。 在这过程中，我们还会触及“暗物质”和“暗能量”这两个宇宙中最神秘的存在。它们虽然不可见，却主导着星系的旋转速度和宇宙的膨胀速率。我们将用最易懂的方式，介绍科学家们是如何通过间接证据推断出它们的存在，并思考它们对宇宙最终命运的深远影响。 第四章：生命的低语——行星、宜居带与地外生命的猜想 当我们将目光从宏观的星系拉回到微观的行星系统，生命的可能性开始浮现。我们将探索行星的形成，从围绕年轻恒星旋转的原行星盘，到碰撞融合，最终形成我们熟悉的行星。 “宜居带”的概念将是本章的重点。我们将解释为何某些行星能够处于恰当的温度范围内，允许液态水的存在，而液态水，往往被视为生命诞生的必要条件。从我们自己的太阳系，到系外行星的发现，我们将一起回顾科学家们寻找“第二个地球”的努力。 当然，我们还会大胆地畅想“地外生命”的可能性。从最简单的微生物，到可能存在的智慧文明，我们将基于现有的科学认知，进行一场充满想象力的探讨。这不仅仅是科幻，更是科学边界的延伸。我们将思考，如果宇宙中存在其他生命，它们会是什么样子？我们与它们的交流方式又将是怎样的？ 第五章：时间的皱纹——宇宙学理论与人类的哲学追问 本章将深入宇宙学的理论前沿，但依然以清晰易懂的方式呈现。我们将介绍爱因斯坦的“广义相对论”，它是理解宇宙宏观结构和引力现象的基石。我们会解释“时空”的概念，以及它如何被物质和能量所扭曲。 我们还将探讨宇宙膨胀的“哈勃定律”，以及“宇宙微波背景辐射”作为大爆炸理论重要证据的意义。这些科学发现，不断刷新着我们对宇宙的认知，也引发了深刻的哲学思考。 我们是谁？我们从哪里来？我们将往哪里去？当认识到宇宙的无限浩瀚与自身的渺小时，这些古老的问题变得更加迫切。本书将引导你从宇宙学的视角，重新审视生命的意义，思考意识的本质，以及人类在漫长宇宙史中的短暂但却珍贵的“存在”。我们将探讨“决定论”与“自由意志”的辩论，思考人类文明的未来，以及我们在宇宙中的责任。 第六章：意识的星图——认知、感官与宇宙的奥秘 我们的宇宙，不仅是物质的集合，更是意识体验的载体。本章将从人类的“认知”出发，探讨我们的感官如何塑造我们对宇宙的理解，以及科学工具如何拓展我们的感知边界。 我们将讨论“相对论”和“量子力学”这两个现代物理学的基石，它们深刻地挑战了我们基于日常经验形成的直观认知。我们会以通俗易懂的方式，解释“叠加态”、“纠缠”等量子现象，以及它们如何揭示了一个与我们想象中截然不同的微观世界。 更进一步，我们将思考“意识”本身在宇宙中的位置。意识是否只是大脑活动的副产品？还是宇宙本身固有的一种属性？我们将引用一些前沿的科学猜想和哲学观点，激发你对“主观体验”与“客观实在”之间关系的深入思考。这是一种对宇宙奥秘的终极探索，它触及了我们作为“观察者”的本质。 结语：无尽的旅程，永恒的求索 《星河漫游指南》的旅程并非终点，而是一个起点。它希望点燃你对宇宙的无尽好奇，激发你独立思考和探索的勇气。宇宙是如此之大，以至于我们穷尽一生也无法完全理解。但正是这种未知，驱动着我们不断前行，不断追问。 本书的语言力求优美而富有感染力，让每一次翻阅都成为一次愉悦的精神体验。它没有复杂的公式，没有晦涩的术语，只有对宇宙的敬畏，对知识的渴求，以及对生命本身的深深眷恋。 无论你是对星空怀有儿时梦想的普通人，还是对宇宙学理论充满兴趣的学生，亦或是渴望在哲学层面寻求答案的思想者，《星河漫游指南》都将为你提供一次独特而难忘的宇宙漫游体验。它将帮助你以全新的视角看待自身，看待我们所处的这个奇妙而壮丽的宇宙。 准备好，踏上这场永恒的求索之旅了吗？你的宇宙，等你来探索。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的深度和广度都让我感到惊喜。它不仅仅停留在信号处理的基本概念，而是进一步探讨了更高级的主题，比如自适应信号处理和多速率信号处理。作者在讲解这些复杂内容时，依然保持了清晰的逻辑和深入浅出的风格，让我能够跟得上他的思路。我特别欣赏书中关于误差信号和学习算法的介绍，它解释了如何让系统根据接收到的信息不断调整自身的参数，以达到最优的性能。这让我联想到很多现代人工智能和机器学习的算法，它们在很大程度上也依赖于类似的自适应原理。书中对于多速率信号处理的讲解，也让我看到了如何在一个系统中，同时处理不同采样率的信号，这在很多实际应用场景中都非常重要，比如在通信系统中，不同速率的数据流需要被有效地处理和转换。总的来说，这本书为我提供了一个非常扎实的数字信号处理基础，也为我进一步探索更高级的领域打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我才真正体会到“数字”的魔力。它不仅仅是0和1的简单组合，而是承载着海量信息的载体。作者在书中花了很大的篇幅介绍信号的量化和编码过程，让我明白了为什么数字信号比模拟信号在传输和存储上具有更高的鲁棒性和灵活性。特别是关于奈奎斯特采样定理的讲解，让我理解了为什么在采样时需要遵循一定的频率限制，否则就会产生混叠失真。书中对数字滤波器的介绍也让我大开眼界，它不仅仅是简单的“去噪”，而是可以实现非常精细的信号处理，比如实现特定的频率选择性。我印象最深刻的是书中关于信号重建的章节，它解释了如何根据采样后的离散数据，完美地恢复出原始的连续信号，这让我觉得非常神奇。这本书不仅提供了理论知识，还穿插了一些实际应用案例，让我看到了这些抽象概念在现实世界中的巨大价值，比如在音频和图像处理中的应用，让我对未来科技的发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对信息传递的本质有了全新的认识的书。我一直对声音、图像这些日常生活中再熟悉不过的东西如何被记录、传播和还原感到好奇，而这本书就像一把钥匙，为我打开了通往这背后奥秘的大门。它没有枯燥乏味的公式堆砌，而是用清晰易懂的语言，循序渐进地解释了信号在时域和频域的变换，让我明白了为什么我们需要傅里叶变换，以及它在音频压缩、图像去噪等方面的强大应用。读到关于采样理论的部分，我才恍然大悟，原来我们听到的美妙音乐，看到的清晰画面，都是经过精妙的“数字编码”才能实现的。作者的讲解非常生动，常常用一些生活中的例子来比喻抽象的概念，比如用“下楼梯”来比喻离散化，用“画连连看”来比喻插值。这让我感觉自己不像是在阅读一本技术书籍，而更像是在听一位经验丰富的老师娓娓道来，每一次翻页都充满期待，生怕错过任何一个精彩的细节。尤其让我印象深刻的是关于滤波器设计的章节，它解释了如何巧妙地“过滤掉”不想要的噪音，保留下有用的信息，这让我联想到现实生活中我们如何筛选信息，过滤干扰，也算是一种触类旁通的感悟吧。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，了解事物的底层原理，是真正掌握和应用它们的基础。而这本书，恰恰做到了这一点。它深入浅出地介绍了信号的各种基本概念，从幅度、频率到相位，再到更复杂的概念，如卷积、相关性，都得到了详尽的阐释。书中对离散时间信号的处理过程的讲解，让我对数字世界有了更深刻的理解。特别是关于Z变换的内容，一开始我以为会很难，但作者通过详细的推导和丰富的图示，让我一步步理解了它的原理和应用。我特别喜欢书中关于系统响应的部分，它解释了线性时不变系统如何改变输入信号的特性，以及如何通过分析系统的频率响应来预测其行为。这让我联想到很多工程领域，比如通信系统、控制系统，都离不开对系统响应的分析。这本书的结构安排非常合理，每一章都建立在前一章的基础上，让读者能够逐步建立起完整的知识体系。我尝试着跟着书中的例子进行了一些简单的计算，发现理解起来比想象中容易得多，也更加坚定了继续深入学习的决心。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我打开数字世界的一扇窗户！我一直对声音和图像的数字化过程感到好奇，而这本书用一种非常易于理解的方式，将那些复杂的原理一一揭示。作者在讲解时，总是能找到恰当的比喻，让抽象的概念变得生动起来。比如，他用“剪切”来比喻信号的截断，用“拉伸”和“压缩”来比喻信号的时域缩放，这些形象的比喻让我一下子就抓住了核心。书中关于傅里叶变换的讲解尤其精彩，它不仅解释了信号在频域的表现形式，还深入剖析了它在信号分析和处理中的重要作用。我特别喜欢书中关于卷积的讲解，它帮助我理解了两个信号如何通过“叠加”和“移位”来产生新的信号，这在很多信号处理算法中都有着至关重要的作用。读这本书的过程，就像在进行一场智力探险，每一次的发现都让我感到兴奋和满足。