数字信号处理：原理、算法与应用(第3版 影印版)——国外经典计算机科学教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美伯卡斯，美拉卡斯 著

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508324999

商品编码：29717708783

包装：平装

出版时间：2004-09-01

基本信息

书名:数字信号处理：原理、算法与应用(第3版 影印版)——国外经典计算机科学教材

定价：89.00元

售价：60.5元,便宜28.5元,折扣67

作者:(美)伯卡斯,(美)拉卡斯

出版社：中国电力出版社

出版日期：2004-09-01

ISBN：9787508324999

字数：

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版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书是作者在总结针对本科生和研究生阶段的数字信号处理教学经验的基础上形成的。本书针对电子工程、计算机工程和计算机科学专业的学生介绍了离散时间信号、系统和现代信号处理算法的基本原理及其应用，重点集中于数字信号处理系统的分析和设计以及计算机实现。全书内容的编排既侧重于理论又深入实际应用，且每章后都有许多精心设计的习题来帮助读者掌握所学知识。

内容提要

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为了给读者在理论和实践应用之间进行合理的平衡，本书严谨地介绍了现代数字信号处理的基本概念和技术，并介绍了相关的算法和应用。本书涵盖了线性离散时间系统分析的时域和频域方法，还涉及了诸如采样、数字滤波器设计、滤波器实现、去卷积、插值、状态矢量空间方法、频谱分析等相关主题的内容。本书不仅要求对诸多示例、练习的理解，而且更强调对数字信号算法进行软件实现的实践环节。
本书特点：
·覆盖离散傅立叶变换（DFT）和快速傅立叶变换（FFT）算法，并对其进行了更加合理清晰的重组——介绍DFT，并在阐明傅立叶分析后描述其快速计算
·描述模拟信号模数转换中涉及的运算和技术
·在时域研究线性时不变离散时间系统和离散时间信号的特性
·考虑双边z变换和单边z变换，并描述了求z反变换的方法
·在频域分析信号与系统，给出连续时间信号与离散时间信号的傅立叶级数与傅立叶变换
·实现无限冲激响应（IIR）与有限冲激响应（FIR）系统的结构形式，包括直接型、级联型、并联型、格型和格梯型
·采样频率转换基础与多采样率转换系统
·功率谱估计的详细测试，并讨论了非参数方法、基于模型的方法和基于特征分解的方法，包括MUSIC算法和ESPRIT算法
·全书囊括了许多实例，并提供大约500个可解决的问题
本书既适合作为本科生学习离散系统和数字信号处理课程的教材，又适合研究生一年级学习数字信号处理课程时作为教材使用。

目录

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PREFACE
1 INTRODUCTION
1.1 Signals,Systems,and Signal Processing
1.1.1 Basic Elements of a Digital Signal Processing System
1.1.2 Advantages of Digital over Analog Signal Processing
1.2 Classification of Signals
1.2.1 Multichannel and Multidimensional Signals
1.2.2 Continuous-Time Versus Discrete-Time Signals
1.2.3 Continuous-Valued Versus Discrete-Valued Signals
1.2.4 Deterministic Versus Random Signals
1.3 The Concept of Frequency in Continuous-Time and Discrete-Time Signals
1.3.1 Continuous-Time Sinusoidal Signals
1.3.2 Discrete-Time Sinusoidal Signals
1.3.3 Harmonically Related Complex Exponentials
1.4 Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Conversion
1.4.1 Sampling of Analog Signals
1.4.2 The Sampling Theorem
1.4.3 Quantization of Continuous-Amplitude Signals
1.4.4 Quantization of Sinusoidal Signals
1.4.5 Coding of Quantized Samples
1.4.6 Digital-to-Analog Conversion
1.4.7 Analysis of Digital Signals and Systems Versus Discrete-Time Signals and Systems
1.5 Summary and References
Problems
2 DISCRETE-TIME SIGNALS AND SYSTEMS
2.1 Discrete-Time Signals
……
2.2 Discrete-Time Systems
2.3 Analysis of Discrete-Time Linear Time-Invariant Systems
2.4 Discrete-Time Systems Described by Difference Equations
2.5 Implementation of Discrete-Time Systems
2.6 Correlation of Discrete-Time Signals
2.7 Summary andReferences
Problems
3 THE Z-TRANSFORM AND ITS APPLICATION TO THEANALYSIS OF LTlSYSTEMS
3.1 The z-Transform
3.2 Properties o fthe z-Transform
3.3 Rational z-Transforms
3.4 Inversion of the z-Transform
3.5 The One-sided z-Transform
3.6 Analysis of Linear Time-Invariant Systems in the z-Domain
3.7 Summary and References
Problems
4 FREQUENCY ANALYSIS OF SIGNALS AND SYSTEMS
4.1 Frequency Analysis of Continuous-Time Signals
4.2 Frequency Analysis of Discrete-Time Signals
4.3 Properties of the Fourier Transform for Discrete-Time Signals
4.4 Frequency-Domain Characteristics of Linear Time-Invariant Systems
4.5 Linear Time-Invariant Systems as Frequency-Selective Filters
4.6 Inverse Systems and Deconvolution
Problems
5 THE DISCRETE FOURIER TRANSFORM:ITS PROPERTIES AND APPLICATIONS
5.1 Frequency Domain Sampling:The Discrete Fourier Transform
5.2 Properties of the DFT
5.3 Linear Filtering Methods Basedon the DFT
5.4 Frequency Analysis of Signals Using the DFT
5.5 Summary and References
Problems
6 EFFICIENT PUTATION OF THE DFT:FAST FOURIER TRANSFORM ALGORITHMS
6.1 Efficient Computation of the DFT:FFT Algorithms
6.2 Applications of FFT Algorithms
6.3 A Linear Filtering Approach to Computation of the DFT
6.4 Quantization Effects in the Computation ofthe DFT
6.5 Summary and References
Problems
7 IMPLEMENTATION OF DISCRETE-TIME SYSTEMS
7.1 Structures for the Realization of Discrete-Time Systems
7.2 Structures for FIR Systems
7.3 Structures for IIR Systems
7.4 State-Space System Analysis and Structures
7.5 Representation of Numbers
7.6 Quantization of Filter Coefficients
7.7 Round-Off Effects in Digital Filters
7.8 Summary and References
Problems
8 DESIGN OF DIGITAL FILTERS
8.1 General Considerations
8.2 Design of FIR Filters
8.3 Design of IIR Filters From Analog Filters
8.4 Frequency Transformations
8.5 Design of Digital Filters Based on Least-Squares Method
8.6 Summary and References
Problems
9 SAMPLING AND RECONSTRUCTION OF SIGNALS
9.1 Sampling of Bandpass Signals
9.2 Analog-to-Digital ConverSion
9.3 Digital-to-Analog Conversion
9.4 Summary and References
Problems
10 MULTIRATE DIGITAL SIGNAL PROCESSING
10.1 Introduction
10.2 Decimation by a Factor D
10.3 Interpolation by a Factor I
10.4 Sampling Rate Conversion by a Rational Factor I/D
10.5 Filter Design and Implementation for Sampling-Rate Conversion
10.6 Multistage Implementation of Sampling-Rate Conversion
10.7 Sampling-Rate Conversion of Bandpass Signals
10.8 Sampling-Rate Conversion by an Arbitrary Factor
10.9 Applications of Multirate Signal Processing
10.10 Summary and References
Problems
11 LINEAR PREDICTION AND OPTIMUM LINEAR FILTERS
11.1 Innovations Representation of a Stationary Random Process
11.2 Forward and Backward Linear Prediction
11.3 Solution of the Normal Equations
11.4 Properties of the Linear Prediction-Error Filters
11.5 AR Lattice and ARMA Lattice-Ladder Filters
11.6 Wiener Filters for Filtering and Prediction
11.7 Summary and References
Problems
12 POWER SPECTRUM ESTIMATION
12.1 Estimation of Spectra from Finite-Duration Observations of Signals
12.2 Nonparametric Methods for Power Spectrum Estimation
12.3 Parametric Methods for Power Spectrum Estimation
12.4 Minimum Variance Spectral Estimation
12.5 Eigenanalysis Algorithms for Spectrum Estimation
12.6 Summary and References
Problems
A RANDOM SIGNALS,CORRELATION FUNCTIONS,AND POWER SPECTRA
B RANDOM NUMBER GENERATORS
C TABLES OF TRANSITION COEFFICIENTS FOR THE DESIGN OF LINEAR-PHASEFIRFILTERS
D LIST OF MATLAB FUNCTIONS
REFERENCES AND BIBLIOGRAPHYR1
INDEX

作者介绍

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John G.Proakis长期担任美国东北大学的电气工程教授，并担任该校电气与计算机工程系主任之职达14年之久。他分别从麻省理工学院和哈佛大学获得了硕士和博士学位。Proakis教授是众多成功教材的作者，其教材在世界上具有相当的影响力。

文摘

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序言

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数字信号处理：原理、算法与应用（第3版） 深入探索信号世界的数学语言与工程实践 数字信号处理（DSP）是现代科学技术领域中一颗璀璨的明珠，它渗透在通信、音频、视频、医学影像、雷达、导航、生物信息学等众多学科和产业的方方面面。从我们日常使用的手机、高清电视，到复杂的科学探测设备，数字信号处理技术都扮演着至关重要的角色。本书将带您踏上一段严谨而引人入胜的探索之旅，深入理解数字信号处理的基石——信号与系统的数学原理，掌握其核心算法，并领略其在实际应用中的无限可能。 核心理念与体系构建 本书以系统、全面的视角，力求为读者构建一个清晰、扎实的数字信号处理知识体系。我们从信号的本质出发，详细阐述了连续时间信号与离散时间信号的数学描述、时域与频域的相互关系，以及傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心数学工具。理解这些工具，就像掌握了解读信号世界的通用语言，为后续的学习奠定坚实基础。 接着，本书将重点聚焦于系统的概念。我们深入分析了线性时不变（LTI）系统的基本性质，包括因果性、稳定性、记忆性等，并详细介绍了卷积的概念，它是理解LTI系统响应的关键。对于离散时间LTI系统，我们重点讲解了差分方程和系统函数，它们是描述和分析离散系统行为的强大工具。 算法的精髓与实现 数字信号处理的核心价值在于其强大的算法。本书不仅讲解了这些算法背后的数学原理，更侧重于其实现思路和计算效率。 傅里叶分析的深化： 在介绍离散时间傅里叶变换（DTFT）的基础上，本书将重点讲解其重要的离散化形式——离散傅里叶变换（DFT）。我们深入剖析了DFT的性质，并详细介绍了如何通过快速傅里叶变换（FFT）算法，以指数级的速度计算DFT，这对于实时信号处理至关重要。本书将展示不同FFT算法（如Cooley-Tukey算法）的原理和实现技巧。 数字滤波器的设计与实现： 滤波器是信号处理中最基本也是最重要的工具之一，用于选择或抑制特定频率范围的信号。本书系统地介绍了两种主要的数字滤波器类型：无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器。我们将详细讲解它们的原理、设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、线性相位FIR滤波器设计）以及在时域和频域的特性。对于滤波器实现，我们将探讨直接型、级联型、并联型等多种结构，并讨论量化误差、算术精度等实际实现中的挑战。 抽样与重建的艺术： 信号从模拟域到数字域的转换，离不开抽样定理。本书将深入探讨奈奎斯特-香农抽样定理的原理，解释抽样频率、混叠现象以及抗混叠滤波器的作用。同时，我们将研究数字信号如何通过数字-模拟转换器（DAC）重建为原始的连续时间信号，并讨论插值等技术在信号重建中的应用。 随机信号分析： 现实世界中的许多信号并非确定性的，而是随机的。本书将引入随机信号的基本概念，包括自相关函数、互相关函数、功率谱密度等，并讲解如何利用这些工具分析和处理随机信号，例如在噪声抑制和信号检测中的应用。 其他关键算法： 除了上述核心算法，本书还将涵盖诸如线性预测、自适应滤波（如LMS算法）等重要的信号处理技术，为读者打开更广阔的视野。 应用的广度与深度 理论的学习最终是为了解决实际问题。本书在原理和算法讲解的基础上，将大量篇幅用于展示数字信号处理在各个领域的典型应用。 通信系统： 从基础的信号调制解调（AM、FM、PSK、QAM），到现代数字通信中的信道编码、均衡技术、多速率信号处理，数字信号处理是构建高效、可靠通信系统的基石。本书将通过实例解析这些技术在无线通信、光通信等领域的应用。 音频与语音处理： 音频信号的处理是DSP最直观的应用之一。本书将探讨音频信号的数字化、压缩（如MP3）、编码、回声消除、语音识别、语音合成等技术，让读者理解我们如何通过数字技术来“听”和“说”。 图像与视频处理： 图像和视频本质上也是二维或三维的信号。本书将介绍图像的获取、增强、复原、压缩（如JPEG、MPEG）以及目标检测等基础算法，并简要提及它们在医学影像、计算机视觉等领域的重要性。 其他前沿应用： 为了展现DSP的广度和前沿性，本书还将触及生物医学信号处理（如心电图、脑电图分析）、雷达与声纳系统、仪器仪表等领域的应用案例，激发读者对未来技术发展的思考。 学习的保障与方法 本书力求在理论的严谨性和应用的实际性之间取得平衡，以期为读者提供一个全面、深入的学习体验。 数学基础： 本书假设读者具备一定的线性代数、微积分和复变函数基础。在讲解核心概念时，我们将尽可能地梳理必要的数学背景，并提供详细的推导过程，帮助读者理解数学原理的来龙去脉。 例题与习题： 每章都配有丰富的例题，通过具体的计算和分析，加深读者对理论的理解。大量的习题则为读者提供了巩固知识、检验学习效果的机会，其中包含理论题和计算题，以及一些开放性的思考题。 算法实现建议： 对于重要的算法，本书将提供清晰的伪代码或伪算法描述，并讨论其在实际编程中的注意事项，鼓励读者动手实践，将理论转化为代码。 总结 数字信号处理是一门融合了深厚数学理论与广泛工程实践的学科。本书旨在成为您探索这一迷人领域的可靠向导。通过对基本原理的透彻讲解，对核心算法的精细剖析，以及对多样化应用的深入展现，我们希望能够帮助您不仅掌握数字信号处理的“是什么”和“为什么”，更能理解“如何做”，并最终激发您在这一领域进行创新和发展的潜能。无论您是通信、电子、计算机科学等相关专业的学生，还是希望将数字信号处理技术应用于自身研究或工作的工程师，本书都将是您不可或缺的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这本“影印版”的出版形式感到有些复杂。它保留了原著的精髓，那些深入且富有洞察力的分析，是国内教材难以企及的。特别是关于滤波器设计的部分，它不仅仅停留在理论推导，更深入探讨了不同设计方法的适用场景和局限性，这种“权衡”的视角，对于工程师来说至关重要。然而，影印的本质决定了它无法完全贴合我们本土的学习习惯。例如，很多习题的参考答案或详细步骤需要读者自行去原著的配套资源中寻找，这对于没有条件的读者来说，学习的连贯性就被打断了。我花了不少时间去适应这种“半成品”式的学习体验——内容是顶级的，但配套的支持服务却打了折扣。我期望出版社在未来能提供更完善的勘误表或者配套资源索引，这样才能真正让这本经典焕发光彩，而不是让读者在学习的过程中因为这些非技术性的问题而感到挫败。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字信号处理》的影印版，真是让人又爱又恨。从内容上看，它无疑是一本宝库，对于初学者来说，它提供了非常扎实的基础，从离散时间系统的基本概念，到傅里叶分析、Z变换等核心工具，讲解得非常清晰。我记得第一次接触DSP时，那些复杂的公式和理论让我望而却步，但这本书的叙述方式，尤其是一些经典的例题和图示，有效地降低了理解门槛。不过，作为影印版，在排版和印刷质量上确实存在一些遗憾。有些地方的公式看起来不够锐利，尤其是在涉及到高阶的矩阵运算时，需要花更多的时间去辨认，这在快速阅读和查阅时确实影响了效率。但话说回来，能以这样的价格接触到国外经典教材的原文内容，也算是物有所值了。我个人认为，如果你是需要深入理解理论框架，并且对英文原版教材的风格有所偏好，这本书是值得入手的。但如果你的主要目的是应付考试或者需要快速上手应用，可能还需要配合一些针对性更强的中文辅助资料。毕竟，原文的表达习惯和我们熟悉的国内教材体系还是有细微差别的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度是毋庸置疑的，它完全体现了国外顶级院校的教学水准。我尤其欣赏它对随机信号处理和自适应滤波等前沿话题的引入，尽管篇幅不长，但已经为有志于此方向的读者打开了一扇窗。然而，当我试图将书中的理论直接应用于现代的嵌入式系统或高性能计算平台时，我发现它在“应用”层面的细节略显不足。它更多地侧重于“为什么”这样做，而不是“如何”在特定的硬件或软件环境中高效实现。例如，对于快速傅里叶变换（FFT）的实际实现优化、定点数运算的精度考量，书中的讨论相对保守。这使得我不得不跳出这本书，去查阅大量的IEEE论文和具体芯片手册来弥补这方面的空白。所以，对于追求即插即用型知识的读者，这本书可能需要大量的“二次加工”才能转化为生产力。它更像是一份坚实的地基蓝图，而非一栋可以直接拎包入住的现代别墅。

评分☆☆☆☆☆

从一个饱经学习之苦的学生的角度来看，这本书最大的优点在于其结构化的知识体系和详尽的数学推导。作者似乎预料到了读者可能在哪个环节产生困惑，并提前在后续章节中进行了解答或补充说明，这种前瞻性的教学设计非常高明。我个人对其中关于数字滤波器的稳定性分析那几章印象深刻，所有的论证都步步为营，无可指摘。但是，影印版的一个通病在这本书上体现得尤为明显：图表往往是灰度的，很多需要颜色来区分不同信号或不同区域的图示，在黑白印刷下变得模糊不清，我不得不经常放大屏幕，对比着原文的电子版去理解那些原本一目了然的图形。这无疑增加了阅读的疲劳感。这本书是理论的教科书，却在物理呈现上给追求视觉辅助的学习者设置了障碍。它要求读者必须具备更强的抽象思维能力，去弥补视觉上的缺失。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，更像是一次与作者跨越时空的深度对话。作者在阐述复杂概念时所展现出的那种逻辑的严谨性和对细节的关注，是教科书的典范。比如，在处理卷积和相关性时，通过多维度的视角进行解释，使得即便是第一次接触这些概念的人也能建立起直观的认识。但不得不提的是，由于是早期版本的影印，书中的某些术语和表示法，与当前工业界和学术界最新采纳的标准略有出入，这偶尔会造成一点点沟通上的障碍——比如某些特定的矩阵符号约定。虽然这不影响核心原理的理解，但在阅读一些最新的研究文献时，需要花零点几秒钟去进行“翻译”和适配。总的来说，它是一个强大的思维训练工具，它教你如何思考信号处理问题，而不是直接给你现成的答案。如果你想培养强大的理论内功，这本书绝对是上乘的武功秘籍。