數字信號處理 蔡坤寶著 9787121047633 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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蔡坤寶著 著

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121047633

商品編碼：29690504003

包裝：平裝

齣版時間：2007-08-01

基本信息

書名：數字信號處理

定價：39.80元

作者：蔡坤寶著

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2007-08-01

ISBN：9787121047633

字數：999600

頁碼：392

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.640kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統地闡述瞭數字信號處理所涉及的信號與係統分析和係統設計的基本理論、基本分析與設計方法、基本算法和處理技術。全書共10章，主要內容包括：離散時間信號與係統的基本概念，離散時間信號與係統的變換域分析，包括z變換和離散時間傅裏葉變換、連續時間信號的抽樣與重建，離散傅裏葉變換及其快速算法(FFT)，數字濾波器實現的基本結構，IIR和FIR 數字濾波器的設計原理與基本設計方法，數字信號處理中的有限字長效應，多抽樣率數字信號處理。本書配有多媒體電子課件、英文版教學大綱、習題指導與實驗手冊。
　　本書可以作為電子與通信相關專業的本科數字信號處理課程中英文雙語教學的教材，或中文授課的英文版教學參考書，也可供從事數字信號處理的工程技術人員學習參考。本書尤其適閤初步開展數字信號處理課程中英文雙語授課的教師與學生選用。

目錄

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作者介紹

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蔡坤寶，博士，重慶大學通信工程學院教授，信號與信息處理碩士學位點負責人。多年來緻力於信號的産生與處理、生物組織粘彈性波動的有限元分析、現代信號處理及其應用和人工神經網絡等方麵的研究工作。十餘年來，積極探索和實施中英文雙語教學，現任重慶市級精品課程“信

文摘

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序言

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《信號的奧秘：從理論到實踐的探索》 引言 在信息爆炸的時代，信號無處不在，它們是信息傳遞、係統交互的載體。從我們日常溝通的語音、圖像，到科學研究的地震波、腦電圖，再到工業控製的傳感器讀數，無一不以信號的形式存在和流轉。理解信號的本質，掌握處理信號的技巧，是現代科技發展和社會進步不可或缺的關鍵能力。 本書《信號的奧秘：從理論到實踐的探索》旨在引領讀者深入探尋信號的世界，從信號的基本概念齣發，逐步深入到信號的分析、變換、濾波以及在各種應用場景中的實現。我們力求以清晰的邏輯、嚴謹的理論和生動的實例，構建一座連接信號理論與工程實踐的橋梁，幫助讀者建立起堅實的信號處理知識體係。 第一章：信號的基石——初識信號 本章將為讀者奠定信號處理的理論基礎，就像建造高樓前的打地基。我們將從最根本的問題入手： 什麼是信號？ 我們將揭示信號的多樣性，它不僅僅是聲波或電波，更可以是任何隨時間、空間或其他自變量變化的物理量。我們將探討連續信號和離散信號的區彆，這兩種信號在錶示和處理方式上有著本質的差異，但它們又可以通過采樣和重建技術相互轉化。 信號的分類與特性： 信號的種類繁多，理解它們的特性至關重要。我們將深入介紹周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等基本分類，並闡述幅度、頻率、相位、帶寬等關鍵參數的含義。這些特性將成為我們後續分析和處理信號的依據。 傅裏葉級數與傅裏葉變換： 這是信號處理的核心工具之一。我們將詳細講解傅裏葉級數如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加，以及傅裏葉變換如何將任意信號分解為連續的頻率分量。理解傅裏葉變換，就如同擁有瞭一雙“透視眼”，能夠看到隱藏在信號時間域錶麵下的頻率域“真容”，這對於頻譜分析、濾波設計至關重要。 拉普拉斯變換與Z變換： 針對連續時間和離散時間係統，我們將分彆介紹拉普拉斯變換和Z變換。這兩種變換能夠將復雜的微分方程和差分方程轉化為代數方程，極大地簡化瞭係統分析和設計過程。我們將重點闡述它們在係統穩定性分析、傳遞函數推導等方麵的應用。 第二章：信號的剖析——時域與頻域的透視 掌握瞭傅裏葉變換等工具，我們便能深入剖析信號的內在結構。本章將引導讀者在不同的“視角”下審視信號： 時域分析： 在時間軸上觀察信號的變化，直觀地瞭解信號的幅度、持續時間和瞬時行為。我們將學習如何通過波形圖、采樣點等信息來初步判斷信號的性質。 頻域分析： 通過傅裏葉變換得到的頻譜圖，我們能夠清晰地看到信號中包含哪些頻率成分，以及它們的強度。我們將探討頻譜的形狀如何反映信號的特性，例如窄帶信號、寬帶信號的頻譜特點，以及噪聲成分在頻譜上的錶現。 功率譜密度與能量譜密度： 對於能量信號和功率信號，我們將介紹功率譜密度（PSD）和能量譜密度（ESD）的概念。PSD描述瞭信號在不同頻率上的功率分布，ESD則描述瞭信號在不同頻率上的能量分布。這些概念在噪聲分析、信號檢測等領域具有重要的理論和實踐意義。 捲積： 捲積是綫性時不變（LTI）係統分析的核心運算。我們將深入理解捲積的數學定義，以及它在時域和頻域的等價錶示。通過捲積，我們可以精確地描述輸入信號經過係統後産生的輸齣信號，這對於係統建模和預測至關重要。 第三章：信號的淨化——濾波的藝術 信號在傳輸和采集過程中往往會混入各種噪聲，影響信息的準確性。濾波技術正是用於去除這些乾擾，提取有用信號的利器。本章將帶領讀者掌握濾波的藝術： 濾波器的基本概念： 我們將介紹濾波器的基本功能——選擇性地允許特定頻率範圍的信號通過，同時衰減其他頻率的信號。我們將區分低通、高通、帶通和帶阻濾波器，並解釋它們各自的應用場景。 模擬濾波器設計： 針對連續時間係統，我們將介紹巴特沃斯、切比雪夫、橢圓等經典模擬濾波器設計方法。我們將探討它們在幅度響應、相位響應和過渡帶特性上的權衡，以及如何根據係統要求選擇閤適的濾波器類型和階數。 數字濾波器設計： 隨著數字信號處理技術的普及，數字濾波器變得越來越重要。我們將詳細介紹無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。IIR濾波器結構緊湊，計算效率高，但可能存在穩定性問題；FIR濾波器則具有良好的綫性相位特性，穩定性好，但通常需要更高的階數。我們將深入講解它們的設計原理、設計方法（如窗函數法、頻率采樣法、Parks-McClellan算法等），以及在實際係統中的應用。 自適應濾波： 在噪聲特性隨時間變化的場閤，固定參數的濾波器將無法勝任。自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其參數，以達到最佳的濾波效果。我們將介紹最小均方（LMS）算法等經典的自適應濾波算法，並探討其在噪聲消除、迴聲抵消、信號均衡等方麵的應用。 第四章：信號的轉換——編碼與壓縮的智慧 在信息存儲和傳輸過程中，信號的有效錶示和高效利用是關鍵。本章將探討信號轉換的技術： 采樣理論： 離散信號是模擬信號采樣而來的，采樣定理（Nyquist-Shannon采樣定理）是保證采樣過程不丟失信息的核心理論。我們將深入理解采樣率、奈奎斯特頻率的概念，以及欠采樣和過采樣的影響。 量化： 離散信號的幅度也被離散化，這個過程稱為量化。我們將探討量化誤差的産生，以及均勻量化和非均勻量化（如μ-law和A-law編碼）的區彆和應用。 編碼技術： 為瞭在數字係統中錶示和處理信號，我們需要將其轉換為數字編碼。我們將介紹脈衝編碼調製（PCM）等基本的數字編碼方式。 數據壓縮： 原始的數字信號數據量龐大，需要進行壓縮以節省存儲空間和傳輸帶寬。我們將介紹無損壓縮（如霍夫曼編碼、算術編碼）和有損壓縮（如離散餘弦變換DCT、小波變換）的基本原理，以及它們在圖像、音頻、視頻壓縮中的應用。 第五章：信號的應用——無處不在的信號處理 信號處理技術並非空中樓閣，它早已滲透到我們生活的方方麵麵。本章將通過一係列生動的應用案例，展示信號處理的強大力量： 通信係統： 從手機通信到無綫網絡，信號處理是核心。我們將探討調製解調、信道編碼、均衡等關鍵技術，它們保證瞭信息的可靠傳輸。 音頻處理： 語音識彆、音頻降噪、音樂閤成、效果處理等都離不開信號處理。我們將介紹傅裏葉變換在音頻頻譜分析中的應用，以及數字濾波器在音頻信號淨化中的作用。 圖像與視頻處理： 圖像去噪、邊緣檢測、特徵提取、圖像壓縮、視頻編碼等都是典型的信號處理應用。我們將探討二維傅裏葉變換、小波變換等在圖像處理中的作用。 生物醫學工程： 心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、醫學影像（CT、MRI）等都需要進行復雜的信號處理，以輔助診斷和治療。 控製係統： 傳感器信號的采集、處理和反饋是現代控製係統正常運行的基礎。 其他領域： 地震勘探、雷達、聲納、金融信號分析等，信號處理的應用幾乎覆蓋瞭所有科學和工程領域。 結語 《信號的奧秘：從理論到實踐的探索》不僅僅是一本教材，更是一次深入探索數字世界背後奧秘的旅程。我們希望通過本書，讀者能夠建立起紮實的理論基礎，掌握實用的處理技巧，並激發對信號處理領域更深層次的興趣。無論您是初學者還是有一定基礎的研究者，都將在這本書中找到開啓信號處理大門的鑰匙，洞悉信息流動的規律，掌握駕馭數字信號的能力。信號的奧秘等待著您去發掘，它們的潛能等待著您去釋放。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調一下這本書在案例分析方麵的詳盡程度。作者似乎非常注重理論聯係實際，書中穿插瞭大量來源於通信、音頻處理甚至生物醫學工程等領域的實際應用案例。這些案例不僅僅是簡單地提及“某某技術可以用在什麼地方”，而是深入剖析瞭具體問題的背景、如何利用書中所授知識進行建模、選擇何種處理方法，以及最終結果的評估。這種“手把手”的教學方式，對於那些希望將理論知識轉化為工程應用能力的讀者來說，價值無可估量。它不僅僅是一本教科書，更像是一本高級工程師的實戰手冊，提供瞭寶貴的思維框架和解決問題的範式，讓我清晰地看到瞭書本知識在真實世界中發揮作用的巨大潛力。

評分☆☆☆☆☆

作者在章節間的銜接處理上展現瞭非凡的功力，整個知識體係的構建如同精密的齒輪咬閤，緊密而流暢。從最基礎的離散時間信號的錶示，到復雜的濾波器設計，再到最後的變換域分析，每一步的推進都顯得水到渠成，沒有絲毫的突兀感。尤其是當涉及到高級話題時，作者並沒有急於拋齣復雜的公式，而是會先迴顧前序章節中已經學到的相關基礎，然後以此為跳闆，自然而然地引齣新的概念和方法。這種連貫性和內在的邏輯一緻性，使得學習過程中的“認知斷層”現象被大大減少，閱讀體驗非常順暢，讓人有種“原來如此，原來如此”的豁然開朗之感，極大地增強瞭持續閱讀的動力和信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是一場視覺盛宴，色彩的運用大膽而富有層次感，讓人一眼就能感受到作者在內容編排上的匠心獨運。拿到手裏的時候，那種紮實的紙張質感就讓人對即將展開的知識之旅充滿瞭期待。我特彆欣賞作者在章節排版上的用心，每一個公式、每一個圖示都經過精心布局，既保證瞭專業性，又兼顧瞭讀者的閱讀體驗。尤其是那些復雜的數學推導過程，通過精妙的圖文結閤，變得不再那麼令人望而生畏，反而像是在欣賞一幅幅邏輯嚴密的藝術品。可以說，光是這本書的“外衣”和“內頁設計”，就已經在無聲地嚮讀者傳遞著一種信息：這是一部經過精心打磨的、值得投入時間的力作。這種對細節的極緻追求，讓我對正文內容的質量更加充滿瞭信心，也為我後續的深入學習打下瞭非常積極的心理基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的習題部分，簡直是為實戰派學習者量身定做的“煉金石”。很多教材的習題往往是機械地重復課本內容，但這本書的練習題明顯高齣不止一個檔次。它們設計得巧妙而富有挑戰性，不僅考察瞭對基本概念的掌握程度，更重要的是引導讀者去思考如何將理論應用於解決實際問題。我特彆喜歡那些需要結閤編程或仿真軟件纔能完成的綜閤性題目，它們迫使我必須動手實踐，真正將書本上的知識內化為自己的能力。完成這些習題的過程，與其說是應試準備，不如說是一場與知識的深度對話，每一次攻剋難題，都能感受到自己的專業能力得到瞭實實在在的提升，這對於我未來在工程領域的發展，無疑是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

初讀這本書的引言部分，我立刻被作者那種深厚的學術功底和清晰的思維邏輯所摺服。他不僅僅是羅列知識點，更像是一位經驗豐富的嚮導，帶著你一步步穿越數字信號處理這片廣袤的領域。作者在闡述基礎概念時，總是能找到最貼近實際生活的類比，使得那些抽象的數學概念瞬間變得鮮活起來。比如，他對傅裏葉變換的講解，完全跳脫瞭傳統教材的刻闆說教，而是通過生動的例子，將時域和頻域之間的微妙關係闡釋得淋灕盡緻。這種“化繁為簡，深入淺齣”的敘事風格，極大地降低瞭初學者的學習門檻，同時也讓有一定基礎的讀者能夠從中獲得新的啓發和更深層次的理解，感覺就像是聽瞭一場頂尖專傢級彆卻又極其親切的學術報告。