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詳細書籍分類

深入淺出數字信號處理

( 簡體 字)
作者:江志紅類別:1. -> 電子工程 -> 電子電氣
譯者:
出版社:北京航空航天大學出版社深入淺出數字信號處理 3dWoo書號: 31992
詢問書籍請說出此書號!

缺書
不接受訂購

出版日:1/1/2012
頁數:327
光碟數:0
站長推薦:
印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
不接受訂購
ISBN:9787512406766
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

數字信號處理(Digital Signal Processing, DSP)是當前科學和工程領域最為熱門的技術之一,廣泛應用于通信、雷達、聲納、醫學成像和音視頻壓縮等許多領域,給人們的生產和生活帶來了許多革命性的變化和影響。


正因為如此,很多朋友都想好好學習數字信號處理。而且,幾乎在任何一所工科院校的課程設置中,數字信號處理都是必修課程。但結果是很多人興沖沖地來學,雖然也通過了考試,卻對數字信號處理的很多基本概念只是一知半解,缺乏系統的認識,更談不上用其觀點去思考和解決工程實際中面臨的具體問題。更有甚者,在學完之后,除了嘆一聲“太難”之外,幾乎沒有留下任何的印跡,當日后面臨信號處理問題的時候,還要從頭開始。這是為什么呢?


原因之一:現在絕大部分的數字信號處理書籍大都滿是數學推導,讓數字信號處理課程看起來像是數學分析課程。這使得很多學習者被淹沒在數學公式的海洋中,根本找不到數字信號處理大廈的入口,更談不上掌握其精髓。同樣是因為數學推導過多,使得數字信號處理書籍的可讀性普遍較差,很難引起初學者的閱讀興趣。原因之二:大部分數字信號處理書籍,特別是教材,離現實的工程應用太遠。這使得很多學習者對很多信號處理概念缺乏清晰的物理概念,也使得學習缺乏落腳點。數字信號處理是一門實踐性很強的學科,很多現實問題從信號處理的觀點看很簡單。但有很多的朋友,既掌握一定的信號處理理論,也對面臨的現實問題有所了解,卻很難將理論應用于現實問題的解決中。這個問題在初學者中非常普遍,也非常嚴重。


針對這些情況,編寫了《深入淺出數字信號處理》這本書,希望少用數學公式,而充分利用時域與頻域互換、向量圖、MATLAB等直觀、概念化的手段,給數字信號處理的基本概念盡量賦予清晰的物理意義,并將理論應用于工程實踐,真正達到對數字信號處理的深入淺出。


以1965年FFT算法的提出為標志,數字信號處理經過多年的發展,體系龐雜,內容非常豐富。本書只介紹數字信號處理的基礎部分,即常稱的“經典”部分。全書內容安排如下:


第1章概述性地介紹了數字信號處理的發展歷史、主要研究內容、優缺點、應用及數字信號處理的學習方法等內容。


第2章介紹了信號的基本概念,主要包括信號的定義、分類、信號的時域與頻域描述及模擬信號的離散化等內容。


第3章介紹了線性時不變系統的基本概念,主要包括系統的定義、分類、系統的特征信號、系統的時域描述、頻域描述及Z變換等內容。


第4章介紹了信號與線性時不變系統的相互作用,主要包括卷積和相關。


第5章介紹了離散傅里葉變換,主要包括DFT的基本含義及其結果的理解、DFT的特性、常用信號的DFT、DFT的卷積理解、DFT與其他常用變換之間的關系、DFT在實際應用中應注意的問題等內容。


第6章介紹了離散傅里葉變換的快速算法,即快速傅里葉變換,主要包括基2、基4及分裂基 FFT算法的基本原理與算法特點、FFT算法的幾個應用技巧、Goertzel算法和ChirpZ算法這兩類特殊的頻率分析算法等內容。


第7章概述性地介紹了數字濾波器的基礎知識,主要包括實際數字濾波器的性能參數、數字濾波問題的一般解決方案、數字濾波器的評估方法及低通濾波器與其他頻率選擇濾波器之間的關系等內容。


第8章介紹了有限沖激響應濾波器,主要包括FIR濾波器的線性相位特性、FIR濾波器的系數計算方法、實現結構、有限字長影響及兩類特殊的FIR濾波器等內容。


第9章介紹了無限沖激響應濾波器,主要包括IIR濾波器的主要特征、IIR濾波器的系數計算方法、實現結構、有限字長影響及3類特殊的IIR濾波器等內容。


這些章節中,第2章和第3章是數字信號處理的最基礎部分。第5章和第6章介紹的主要是頻譜分析的內容,建議這兩章一起閱讀。第7~9章介紹的主要是數字濾波的問題,建議這3章一起閱讀。為增強實用性,除第1章和第7章這兩章概述性的章節外,其余章節都安排了相關的應用實例,并給出了完整的MATLAB分析代碼。為了增強內容的可讀性,每章都以雜談的形式,介紹了信號處理發展史上的一些重要人物及重大事件。為了突出直觀性,全書給出了約200幅圖片來說明數字信號處理的基本原理與應用。


在編寫的過程中,我們沒有追求數學上的嚴密性和完備性,而是盡量以通俗的語言,以生活中觸手可及的例子來強化信號處理基本概念的物理含義。我們也沒有追求理論上的先進性,而是將經典的信號處理理論寓于工程實踐,努力架起信號處理理論與現實世界應用之間的橋梁。我們不敢奢望這一本書就能徹底講清信號處理的基本理論,但卻希望這是一本像故事書一般可以躺著讀的信號處理書,讓讀者在享受閱讀快樂的同時,能夠培養起用數字信號處理的觀點來觀察和思考現實世界的思維方式。或者,這點也不敢奢望,只要能對讀者在某一個概念的理解上有所啟發,我們就會感到心滿意足。


本書主要由江志紅負責編寫,參加編寫的人員還有王軍、高衛東、姚國華、宋婷等。趙飛、潘國平、陳丹、李亮、邵麗麗、王偉、吳秀梅、覃繼波、田志鋒等,他們參與了本書的部分文字錄入及繪圖工作。本書在編寫過程中得到了國防科技大學皇甫堪教授的精心指導和大力支持,并提出了許多寶貴的意見和建議。此外,國防科技大學的馬伯寧博士、空軍工程大學的吳鋒濤博士也對本書的編寫給予了大量的幫助,在此一并表示衷心的感謝!


限于作者的水平和經驗,對于書中存在的疏漏或者錯誤之處,敬請讀者批評指正。有興趣的朋友可在本書的官方博客:blog.csdn.net/deepdsp與作者交流,或者發送郵件到:deepdsp@163.com;還可發送郵件到:emsbook@gmail.com,與本書策劃編輯進行交流。

內容簡介:

該書從直觀、概念化、非數學的角度,充分利用向量這個簡單而又直觀的工具,輔以大量的實例、圖片,深入淺出地探討了數字信號處理的基本概念及其應用,為讀者理解數字信號處理提供了一種全新的思路和方法。


全書緊緊圍繞頻譜分析和數字濾波這兩個中心展開論述。全書共分9章。第1章概述了數字信號處理的發展和應用。第2章和第3章主要介紹了信號和線性時不變系統的基本概念。第4章介紹了信號與系統的相互作用,包括卷積與相關。第5章和第6章分別介紹了頻譜分析的最主要工具DFT及其快速算法FFT。第7~9章主要介紹了數字濾波器的原理、實現與應用等問題。


本書的主要讀者對象是從事數字信號處理相關工作的工程師,也非常適合作為高等院校電子、通信、計算機、自動控制等專業“數字信號處理”課程的教材及參考書,本書還可作為想利用數字信號處理這個強大工具的科研人員的參考用書。


 
目錄:

第1章 數字信號處理概述1

1.1數字信號處理是什么1


1.1.1數字信號處理的興起1


1.1.2主要研究內容3


1.1.3常用術語3

1.2為什么是數字信號處理4


1.2.1數字信號處理的優點4


1.2.2數字信號處理的缺點6

1.3生活中的數字信號處理6


1.3.1移動通信7


1.3.2音樂休閑8


1.3.3健康檢查9

1.4觸摸數字信號處理大廈的基石10


1.4.1數字信號處理大廈的入口10


1.4.2理解數字信號處理的三把鑰匙11

1.5信號處理雜談:數字信號處理與數字信號處理器13


第2章 離散時間信號15

2.1信號的基本概念15


2.1.1什么是信號15


2.1.2信號的分類16

2.2信號的時域描述18


2.2.1信號的時域表示18


2.2.2典型信號19


2.2.3信號的基本運算22


2.2.4一種特殊的信號24

2.3信號的頻域描述25


2.3.1離散時間傅里葉變換25


2.3.2典型信號的DTFT26

2.4從模擬信號到數字信號28


2.4.1采樣29


2.4.2量化33


2.4.3編碼34

2.5信號數字化過程中的參數選擇38


2.5.1抗混疊濾波器38


2.5.2采樣頻率41


2.5.3量化位數42

2.6從數字信號到模擬信號44


2.7信號處理雜談:香農與奈奎斯特45


2.8本章小結46

第3章 線性時不變系統48

3.1系統的基本概念48


3.1.1系統的定義48


3.1.2系統的分類49


3.1.3系統的互聯52

3.2 LTI系統的時域描述53


3.2.1差分方程53


3.2.2單位沖激響應54


3.2.3兩類最常用的LTI系統57

3.3 LTI系統的特征信號58


3.3.1復正弦信號58


3.3.2對單位沖激響應的再理解61

3.4 LTI系統的分析62


3.4.1 Z變換的定義63


3.4.2系統傳遞函數65


3.4.3零極圖67


3.4.4系統頻率響應72


3.4.5 LTI系統的向量理解77


3.4.6兩種特殊LTI系統的分析81

3.5應用實例及其MATLAB實現86


3.6信號與系統的同一性88


3.7信號處理雜談:人體與線性系統89


3.8本章小結90

第4章 信號與系統的相互作用92

4.1卷積的描述92


4.1.1卷積的定義92


4.1.2卷積的深入理解95


4.1.3卷積的邊界效應98


4.1.4從卷積的性質看系統互聯99


4.1.5卷積的頻域描述101

4.2卷積的應用實例及其MATLAB實現102

4.3相關的描述106


4.3.1相關的定義107


4.3.2相關的深入理解108


4.3.3相關的頻域描述111


4.3.4從相關的角度看噪聲111


4.3.5從相關的角度看最佳接收系統116

4.4相關的應用實例及其MATLAB實現119


4.5卷積與相關的比較 123


4.6信號處理雜談:牛頓與譜123


4.7本章小結125


第5章 離散傅里葉變換127

5.1 DFT的定義127

5.2 DFT的深入理解131


5.2.1 DFT結果頻率的理解131


5.2.2 DFT結果幅度和相位的理解132

5.3 DFT的特性134


5.3.1周期性134


5.3.2循環卷積特性137


5.4常用信號的DFT139


5.4.1單位沖激信號139


5.4.2復正弦信號140


5.4.3脈沖信號141


5.5 DFT的卷積理解145

5.6 DFT與其他常用變換之間的關系147


5.6.1各種傅里葉分析之間的簡要關系147


5.6.2 DFT與DTFT149

5.7現實應用中應考慮的問題151


5.7.1泄漏151


5.7.2加窗156


5.7.3分辨率158


5.7.4補零161


5.7.5增益161

5.8應用實例及其MATLAB實現164


5.8.1雷達回波的頻譜分析164


5.8.2用DFT計算卷積169

5.9信號處理雜談:傅里葉的貢獻174

5.10本章小結175


第6章 快速傅里葉變換177

6.1 DFT的困境與機遇177


6.1.1 DFT面臨的主要問題177


6.1.2 DFT高效運算的可能性178

6.2基2 DIT FFT算法179


6.2.1算法原理179


6.2.2算法特點183


6.2.3運算量分析186

6.3其他常用的FFT算法187


6.3.1基2 DIF FFT187


6.3.2基4 FFT189


6.3.3分裂基FFT191


6.3.4算法比較194

6.4現實應用中的考慮198


6.4.1旋轉因子的生成198


6.4.2IDFT的快速計算198


6.4.3實信號的FFT199

6.5應用實例及其MATLAB實現202

6.6兩類特殊的頻率分析算法206


6.6.1 Goertzel算法206


6.6.2 ChirpZ算法209

6.7信號處理雜談:高斯的遺憾215


6.8本章小結216

第7章 數字濾波器概述218

7.1數字濾波器的基本概念218


7.1.1數字濾波器與信號處理過程219


7.1.2數字濾波器的描述219


7.1.3數字濾波器的分類220

7.2實際數字濾波器的性能參數222


7.2.1頻域性能參數222


7.2.2時域性能參數223

7.3數字濾波問題的一般解決方案225


7.3.1濾波器性能參數的確定225


7.3.2濾波器類型的選擇226


7.3.3濾波器系數的計算227


7.3.4濾波器的實現結構228


7.3.5有限字長對濾波器的影響230


7.3.6濾波器的軟硬件實現230

7.4數字濾波器的評估231


7.5從低通濾波器出發232


7.6信號處理雜談:數字濾波器的通俗化解釋235


7.7本章小結236


第8章 有限沖激響應濾波器237

8.1 FIR濾波器的主要特征237


8.1.1基本特征237


8.1.2線性相位特性238

8.2 FIR濾波器系數的計算方法242


8.2.1窗函數法243


8.2.2頻率采樣法248


8.2.3最優化方法252

8.3 FIR濾波器的實現結構257


8.3.1橫向結構257


8.3.2線性相位結構257


8.3.3頻率采樣結構258


8.3.4快速卷積結構259


8.3.5實現結構的選擇260

8.4有限字長的影響260


8.4.1系數的量化誤差260


8.4.2運算的舍入誤差261

8.5兩類特殊的FIR濾波器262


8.5.1滑動平均濾波器262


8.5.2半帶濾波器264

8.6應用實例及其MATLAB實現266


8.7信號處理雜談:最優化方法的發展270


8.8本章小結271


第9章 無限沖激響應濾波器273

9.1 IIR濾波器的主要特征273

9.2 IIR濾波器系數計算方法274


9.2.1基礎知識275


9.2.2沖激不變法279


9.2.3雙線性變換法286


9.2.4零極點放置法292


9.2.5計算方法的選擇293

9.3 IIR濾波器的實現結構293


9.3.1直接型293


9.3.2串聯型296


9.3.3并聯型297

9.4有限字長的影響298


9.4.1系數量化對極點位置的擾動298


9.4.2系數量化導致的頻率響應誤差299


9.4.3運算舍入誤差的影響300

9.5幾類特殊的IIR濾波器301


9.5.1諧振器301


9.5.2陷波器303


9.5.3梳狀濾波器305

9.6應用實例及其MATLAB實現308


9.7信號處理雜談:IIR濾波器沉浮錄313


9.8本章小結314


附錄AMATLAB語言基礎316

A.1變量316

A.2數組、向量與矩陣316

A.3部分特殊變量和常數317

A.4部分常用運算符318

A.5程序結構319

A.6部分基本數學函數和作圖函數320


附錄BMATLAB信號處理工具箱常用函數322


附錄C分貝(dB)325

C.1分貝的定義325

C.2分貝的優點326

C.3一些有用的數值326


附錄D時域采樣與頻域延拓328


附錄E信號處理常用網絡資源330


參考文獻331


 

序: