中国科学院规划教材：数字信号处理 门爱东 等 9787030155436 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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门爱东 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030155436

商品编码：29309262822

包装：平装

出版时间：2005-08-01

基本信息

书名：中国科学院规划教材：数字信号处理

定价：28.00元

作者：门爱东 等

出版社：科学出版社

出版日期：2005-08-01

ISBN：9787030155436

字数：

页码：339

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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《中国科学院规划教材：数字信号处理》为北京邮电大学校级精品课程配套教材，在多年原有教材的基础上，增加了新内容，重新整理而成。本书共分6章，主要涉及数字信号处理三个基本内容：一是对离散信号和离散系统进行表示和分析所必需的基础知识；二是离散傅里叶变换和快速算法及其典型应用；三是数字滤波器的设计和实现（包括结构和字长效应）等。为便于理解，本书将每章涉及的Mat-lab内容单独成节，列于每章之后。每章都配备了难易适中的习题，书后还提供了部分习题解答，可帮助学生理解。
《中国科学院规划教材：数字信号处理》可作为高等院校工科通信工程、电子信息工程、自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器以及理科电子信息科学与技术等专业的本科教材，也可供相关专业的技术人员参考。

目录

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前言
章 绪论
1.1 数字信号处理的定义、特点和方法
1.2 数学预备知识
习题

第2章 离散时间信号与离散时间系统
2.1 取样和内插
2.2 离散时间信号
2.3 时域离散系统的基本概念
2.4 离散系统的差分方程描述及信号流图
2.5 离散时间信号的傅里叶变换
2.6 Z变换的定义及收敛域
2.7 Z反变换
2.8 Z变换的性质
2.9 一些常用的Z变换对
2.10 Z变换与拉普拉斯变换、傅里叶变换的关系
2.11 离散系统的频域分析
2.12 本章涉及的Matlab函数
习题

第3章 离散傅里叶变换及其快速计算方法
3.1 问题的提出
3.2 DFS及其性质
3.3 DFT及其性质
3.4 快速傅里叶变换
3.5 FFT的应用

第4章 IIR数字滤波器设计和实现
4.1 概述
4.2 模拟滤波器设计
4.3 模拟滤波器的数字仿真
4.4 冲激响应不变法
4.5 双线性变换法
4.6 数字滤波器的频率变换
4.7 IIR数字滤波器的计算机辅助设计
4.8 IIR数字滤波器的实现结构
4.9 本章涉及的Matlab函数

第5章 FIR数字滤波器设计
5.1 相位失真
5.2 线性相位FIR数字滤波器的条件和特性
5.3 窗函数法
5.4 频率取样法
5.5 FIR数字滤波器的优化设计
5.6 FIR数字滤波器的实现结构
5.7 本章涉及的Matlab函数
习题

第6章 数字信号处理中的有限字长效应
6.1 数的表示及其对量化的影响
6.2 A／D变换的字长效应
6.3 系数量化语磋
6.4 运算中的有限字长效应
习题
部分习题答案
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代通信、控制与信息处理的基石：数字信号处理 数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）作为一门综合性的学科，其核心在于利用数字计算机或专用数字信号处理器来对模拟信号进行采集、变换、分析、识别、增强、压缩、恢复和预测等一系列操作。在信息爆炸的时代，数字信号处理技术已渗透到我们生活的方方面面，从最基本的通信设备，到先进的医疗成像，再到智能化的工业控制，都离不开它强大的支撑。本书旨在深入浅出地阐述数字信号处理的核心理论、基本方法以及广泛的应用，为读者构建一个清晰、完整且实用的知识体系。 第一部分：数字信号处理的基础理论 任何学科的深入学习都离不开扎实的基础。本书首先从信号与系统的基本概念入手，为后续内容打下坚实的地基。 信号的表示与分类： 我们将详细介绍连续时间信号与离散时间信号的定义、表示方法（如函数表示、序列表示），以及它们在时域、频域的特性。信号的周期性、奇偶性、能量与功率等关键属性也将得到详尽的阐述。此外，信号的分类，如周期信号、非周期信号、确定性信号、随机信号、宽带信号、窄带信号等，将帮助读者建立对不同类型信号的直观认识。 系统的时域分析： 系统的概念是信号处理的核心。本书将重点讲解线性时不变（LTI）系统的基本性质，包括叠加性、齐次性、移不变性。LTI系统的描述方式——差分方程与卷积积分（或卷积和）——是理解系统行为的关键。我们将详细推导卷积定理，并演示如何通过卷积运算预测系统对任意输入信号的响应。此外，系统的因果性、稳定性等重要概念的判断方法也将被清晰呈现。 傅里叶变换及其应用： 傅里叶变换是连接时域与频域的桥梁，是数字信号处理中最强大的工具之一。我们将从连续时间傅里叶变换（CTFT）出发，逐步深入到离散时间傅里叶变换（DTFT）、傅里叶级数（FS）以及离散傅里叶变换（DFT）。DFT是数字计算机能够直接处理的信号变换，其计算效率虽然有限，但却是后续快速傅里叶变换（FFT）的基础。本书将深入探讨傅里叶变换的性质，如线性性、时移性、频移性、卷积性质、 Parseval 定理等，并展示其在信号频谱分析、系统频率响应分析等方面的强大应用。 Z变换及其在离散时间系统分析中的作用： Z变换是离散时间LTI系统分析的重要数学工具，它在离散时间信号和系统分析中扮演着与拉普拉斯变换在连续时间系统分析中类似的地位。本书将详细介绍Z变换的定义、收敛域（ROC）的概念及其重要性，以及Z变换的性质。我们将重点阐述Z变换在求解差分方程、系统函数（传递函数）的建立与分析、系统稳定性判断（基于ROC与单位圆的位置关系）、频率响应的获取等方面的核心作用。通过Z变换，我们可以将复杂的时域运算转化为代数运算，极大地简化系统分析过程。 采样定理与数字信号的重建： 模拟信号向数字信号的转换是数字信号处理的第一步，而采样是这一过程的核心。本书将深入阐述奈奎斯特-香奈农采样定理，详细解释采样率、混叠现象及其避免方法。我们将深入探讨理想采样、自然采样、平顶采样等不同采样方式，并重点介绍如何利用插值滤波器（如 sinc 滤波器）从离散时间信号中精确或近似地重建原始连续时间信号，这对于数字信号的后期处理和输出至关重要。 第二部分：数字信号处理的核心算法与技术 在掌握了基础理论后，本书将聚焦于数字信号处理中的核心算法和关键技术。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 如前所述，DFT是数字信号处理的基础。然而，直接计算DFT的计算量巨大。本书将重点介绍两种最常用的FFT算法——按时间抽取的FFT（Cooley-Tukey算法）和按频率抽取的FFT。我们将详细推导其原理，分析其计算量的降低，并展示如何通过FFT算法高效地计算出信号的频谱。FFT算法的出现极大地推动了数字信号处理的实际应用，使得实时处理成为可能。 数字滤波器设计： 滤波器是数字信号处理中最基本也是最重要的一类系统，其作用是选择性地允许某些频率成分通过，而衰减或阻止其他频率成分。本书将详细介绍两大类数字滤波器：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。 IIR滤波器： 我们将介绍IIR滤波器的基本结构，以及如何利用模拟滤波器的原型（如 Butterworth, Chebyshev, Elliptic）通过双线性变换等方法设计IIR滤波器。IIR滤波器以其较低的阶数和计算量获得期望的频率响应而著称，但其稳定性与相位响应需要特别关注。 FIR滤波器： FIR滤波器以其固有的稳定性、线性相位特性（可设计）而成为许多应用的首选。我们将介绍FIR滤波器的基本结构，如直接型、级联型、并联型等。重点将放在FIR滤波器的设计方法，包括窗函数法（如矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、Blackman窗）和频率采样法，以及更优化的 Parks-McClellan 算法，以获得更接近理想性能的滤波器。 数字信号的变换与分析： 除了傅里叶变换，还有许多其他重要的信号变换方法，它们在特定场景下具有独特的优势。 短时傅里叶变换（STFT）： 当信号的频谱随时间变化时，传统的傅里叶变换无法提供足够的信息。STFT通过将信号分段并对每一段进行傅里叶变换，从而提供时频局部化的分析。我们将探讨窗函数的选择对STFT分辨率的影响。 小波变换（Wavelet Transform）： 小波变换作为一种更先进的时频分析工具，能够提供比STFT更好的时频分辨率，特别擅长分析非平稳信号和信号中的瞬态特征。我们将介绍小波变换的基本概念，包括尺度函数、小波函数，以及离散小波变换（DWT）的原理和应用。 谱估计： 谱估计是指在存在噪声的情况下，对信号的功率谱密度进行估计。本书将介绍多种谱估计方法，包括非参数谱估计方法（如周期图法、改进周期图法、Welch法）和参数谱估计方法（如AR模型、MA模型、ARMA模型）。我们将分析不同方法的优缺点及其适用场景。 第三部分：数字信号处理的典型应用 理论的生命力在于实践。本书最后将通过一系列典型的应用案例，展示数字信号处理技术在现实世界中的强大威力。 通信系统： 数字调制与解调： 我们将介绍ASK, FSK, PSK, QAM等数字调制技术，以及如何利用数字信号处理技术进行相应的解调，实现信息的有效传输。 信道编码与解码： 为了提高通信系统的抗干扰能力，信道编码是必不可少的。本书将简要介绍线性分组码、卷积码等基本编码技术，以及相应的译码器设计，说明如何利用冗余信息进行纠错。 语音信号处理： 语音信号的采集、量化、编码（如PCM, ADPCM）、压缩、识别、合成等都离不开数字信号处理。我们将介绍语音信号的特点，以及相关的处理技术，如声学特征提取（MFCCs）。 图像与视频处理： 图像的采集、量化与压缩： 数字图像的形成过程，以及JPEG等图像压缩标准的原理，都基于数字信号处理技术。 图像增强与复原： 滤波器在图像去噪、锐化、边缘检测等方面的应用。 视频信号处理： 视频信号的时域和空域特性分析，以及MPEG等视频压缩标准中的运动估计、变换编码等技术。 生物医学信号处理： 心电图（ECG）分析： 信号滤波、QRS波群检测、心率变异性分析等。 脑电图（EEG）分析： 脑电信号的滤波、特征提取（如Alpha、Beta波段分析）、脑电图的分类与识别。 医学成像： CT、MRI等成像技术中的信号重建与图像处理过程。 控制系统： 数字控制器设计： PID控制器在离散时间系统中的实现，以及其他数字控制算法的设计。 系统辨识： 利用测量数据估计系统的模型参数。 其他应用： 雷达信号处理、声纳信号处理、数据挖掘中的信号分析等。 总结 本书力求在内容的深度和广度上取得平衡，既有严谨的数学推导，又不乏生动的概念阐述和丰富的应用实例。通过对数字信号处理基础理论的系统讲解，核心算法的深入剖析，以及典型应用的广泛介绍，读者将能够深刻理解数字信号处理在现代科技中的关键作用，并具备运用相关理论和技术解决实际问题的能力。无论您是电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学等相关专业的学生，还是致力于在这些领域进行研发的工程师和研究人员，本书都将是您学习和提升数字信号处理能力的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《中国科学院规划教材：数字信号处理》后，我最直观的感受是其内容结构的严谨和专业。我是一名在通信领域工作的工程师，工作中经常会接触到数字信号处理相关的技术，但总感觉基础不够扎实，理论理解有欠缺。这本书的出版，恰好填补了我在这一方面的需求。从目录上看，本书涵盖了数字信号处理的方方面面，从基础的离散时间信号和系统，到傅里叶变换、Z变换等核心工具，再到滤波器设计、谱分析等关键技术，都进行了深入的阐述。我特别关注了滤波器设计部分，因为这直接关系到实际系统性能的优化，希望书中能够提供一些实用的设计思路和方法。虽然我还没有完全深入研读，但从一些章节的抽样阅读来看，本书的数学推导严谨，论述清晰，并且有大量的图示辅助理解，这对于我这样的实践型读者来说非常有帮助。我期待这本书能够帮助我更深入地理解数字信号处理的原理，从而更好地应用于实际工作中，解决我目前面临的一些技术难题。

评分☆☆☆☆☆

我是一个刚开始接触数字信号处理的学生，在选择教材时，我非常看重教材的权威性和系统性。这本书作为“中国科学院规划教材”，无疑在权威性上有着天然的优势。收到书后，我认真地翻阅了目录和部分章节。我惊喜地发现，本书的起点设置得非常平易近人，对于初学者来说，并不会感到过于畏难。它从最基础的概念讲起，逐步深入，并且在每个阶段都力求让读者理解透彻。我特别喜欢书中对一些基本概念的类比和解释，这有助于我更好地建立直观的理解。虽然我还没有完全掌握书中的所有内容，但我已经能够感受到作者在编写教材时所付出的努力，他们试图用最易于理解的方式来传达最核心的知识。对于我来说，这本教材不仅仅是课程学习的工具，更是一个引导我走进数字信号处理世界的引路人。我相信，通过认真学习这本书，我能够建立起扎实的理论基础，为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一个在业余时间钻研数字信号处理的爱好者，平时主要通过网络资源和一些零散的资料学习。接触到这本《中国科学院规划教材：数字信号处理》纯属偶然，但翻阅之后，我立刻感受到了它与我之前接触过的资料截然不同的专业性和系统性。这本书的叙述方式非常严谨，每一个概念的引入都建立在清晰的定义之上，并且逻辑性很强，层层递进。虽然我还没有完全消化书中的所有内容，但我能感觉到作者在力求用最清晰、最准确的语言来阐述复杂的概念。我特别欣赏书中在理论推导方面的详尽程度，对于那些想要理解“为什么”而不是仅仅知道“是什么”的读者来说，这无疑是一大福音。我个人认为，对于想要扎实掌握数字信号处理核心理论的研究者或者工程师来说，这本书是一个非常好的选择。它可能不适合那些只想快速了解皮毛的读者，但对于愿意投入时间和精力去深入学习的人而言，这本书的价值是无可估量的。我计划在接下来的几个月里，系统地学习这本书，并尝试将书中的理论知识与我正在进行的几个小项目结合起来，相信会有很大的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴素，但又透露着一种严谨的气息，符合“中国科学院规划教材”的定位。我当初选择它，主要是因为其作者团队有很强的学术背景，而且“数字信号处理”这个领域本身就是我非常感兴趣且急需深入学习的。拿到书后，第一感觉是纸张质量不错，印刷清晰，这对于长时间阅读来说是相当重要的。虽然我还没有来得及深入研读里面的每一个公式和推导，但从目录的编排来看，其内容覆盖面相当广，从基础的采样理论，到各种变换（如傅里叶变换、Z变换），再到滤波器的设计和实现，以及一些更高级的应用，似乎都涵盖在内。我尤其期待书中对实际案例的讲解，因为理论知识再扎实，最终还是要落到应用上，希望这本书能够提供一些有价值的实践指导。这本书的厚度也适中，不会让人望而却步，但内容却显得充实，有种“麻雀虽小，五脏俱全”的感觉。整体而言，我对这本书的初步印象是专业、系统，并且具有一定的理论深度，我相信它能够为我的数字信号处理学习之旅提供坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是其内容的深度和广度都非常可观，并且呈现出一种非常系统的编排方式。作为一名在工程领域工作的技术人员，我深知扎实的理论基础对于解决实际问题的重要性，而数字信号处理正是我们工作中不可或缺的一部分。当我拿到这本《中国科学院规划教材：数字信号处理》时，我立刻被其内容所吸引。它并非仅仅罗列公式和定理，而是试图通过深入浅出的讲解，让读者真正理解数字信号处理背后的逻辑。我尤其看重书中对一些算法的推导过程，这有助于我理解算法的原理，并在需要时进行优化或改进。此外，从内容覆盖来看，本书似乎涵盖了从经典到现代的数字信号处理技术，这对于我这样的技术人员来说，无疑是一个宝贵的参考。我计划将这本书作为我日常工作的参考书，在遇到实际问题时，能够从中找到理论支持和解决方案。我相信，通过反复研读和实践，这本书将极大地提升我的技术能力和解决复杂工程问题的能力。