數字信號處理（第二版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　本書係統地講述瞭數字信號處理的基本理論、算法及相應的實現方法。全書共11章,內容包括緒論、離散時間信號和係統的時域分析、離散時間信號和係統的頻域分析、離散傅裏葉變換、快速傅裏葉變換（FFT）、數字濾波器概論、FIR數字濾波器、IIR數字濾波器、數字濾波網絡、多速率數字信號處理、數字信號處理應用舉例。
　　本書配有大量的例題、習題和上機題,以及數字信號處理典型應用的MATLAB案例,便於讀者鞏固理論學習成果、增強動手實踐能力。
　　本書可作為高等學校電子信息及其相關專業本科生教材,也可作為相關專業科技人員的參考書。

數字信號處理（第二版） 一、 引言 《數字信號處理》（第二版）是一本深入探討數字信號處理（DSP）核心概念、理論與應用的經典著作。本書旨在為讀者提供一個全麵而嚴謹的DSP知識體係，涵蓋從基礎理論到前沿技術的各個方麵。無論您是初涉DSP領域的學生，還是希望深化理解的工程師，亦或是從事相關研究的學者，本書都將成為您不可或缺的學習和參考工具。 本書的第二版在保持第一版精髓的基礎上，進行瞭全麵的更新與完善，力求反映DSP領域的最新發展動態。我們優化瞭內容的組織結構，引入瞭更多實例和應用場景，並增加瞭對現代DSP工具和技術的介紹，以幫助讀者更好地掌握這一快速發展的技術。 二、 本書內容詳解 第一部分： DSP基礎理論 第一章： 信號與係統概述 本章首先對信號和係統的基本概念進行梳理。我們將區分模擬信號與數字信號的特性，並介紹信號的分類，如周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等。接著，深入探討係統的概念，包括係統的定義、錶示方法（如框圖、方程）以及係統的基本性質：綫性、時不變性、因果性、穩定性。通過對這些基礎概念的清晰界定，為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 第二章： 離散時間信號的錶示與分析 本章聚焦於離散時間信號。我們將介紹離散時間信號的采樣過程，理解其與模擬信號之間的關係，並討論采樣定理及其重要性。隨後，深入探討單位衝斷信號、單位斜坡信號等基本離散時間信號的數學錶示。在此基礎上，我們將引入傅裏葉級數和傅裏葉變換的概念，詳細講解如何將離散時間信號分解為一係列不同頻率的正弦（或復指數）信號之和，從而揭示信號的頻譜特性。讀者將學習如何計算和理解離散時間信號的傅裏葉變換（DTFT），並理解其與連續時間傅裏葉變換（CTFT）的聯係與區彆。 第三章： 離散時間係統及其性質 本章將對離散時間係統進行深入的分析。我們首先介紹LTI（綫性時不變）係統的核心錶示方法——捲積。讀者將學習如何計算兩個離散時間信號的捲積，理解捲積運算在LTI係統中的意義，以及如何利用單位衝斷響應完全錶徵一個LTI係統。本章還將詳細討論LTI係統的其他重要性質，如因果性、穩定性，並介紹如何通過係統函數（Z變換域）來判斷這些性質。此外，我們還會介紹離散時間係統的分類，如FIR（有限脈衝響應）和IIR（無限脈衝響應）係統，並探討它們各自的優缺點。 第四章： Z變換及其應用 Z變換是分析離散時間信號和係統最強大的工具之一。本章將詳細介紹Z變換的定義、性質以及收斂域（ROC）。我們將講解Z變換的多種重要性質，如綫性性、時移性、捲積性質、微分性質等，並演示如何利用Z變換來求解綫性常係數差分方程。此外，本章還將重點介紹反Z變換的方法，以及如何利用Z變換來分析係統的頻率響應、穩定性和因果性。通過大量的實例，讀者將深刻理解Z變換在DSP領域的關鍵作用。 第五章： 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT是離散時間信號在頻域錶示的一種重要形式，它能夠從有限的離散時間樣本中獲得信號的頻譜信息。本章將詳細介紹DFT的定義、性質以及其與DTFT的關係。然而，直接計算DFT的計算量非常大，因此，快速傅裏葉變換（FFT）算法應運而生。本章將深入講解FFT算法的核心思想，特彆是Cooley-Tukey算法，並分析其相比於直接計算DFT的顯著計算優勢。讀者將學習不同類型的FFT算法，並理解FFT在實際應用中的高效性。 第二部分： 數字濾波器設計 第六章： 數字濾波器基礎 數字濾波器是DSP中最核心的應用之一，用於選擇性地衰減或增強信號的特定頻率分量。本章將介紹數字濾波器的基本概念，包括濾波器的類型（低通、高通、帶通、帶阻）、通帶、阻帶、過渡帶、截止頻率等關鍵參數。我們將討論濾波器的性能指標，如幅度響應、相位響應、衰減特性、阻帶衰減等。此外，本章還將介紹濾波器實現的基本結構，為後續濾波器設計打下基礎。 第七章： FIR濾波器設計 本章專注於有限脈衝響應（FIR）濾波器的設計。我們將介紹FIR濾波器的數學模型及其特點，即其衝激響應是有限長的，沒有相位失真（綫性相位FIR濾波器）。本章將詳細介紹幾種經典的FIR濾波器設計方法，包括窗函數法（矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗等）、頻率采樣法和最優（Parks-McClellan）算法。對於每種方法，我們將深入講解其原理、設計步驟、設計公式以及優缺點，並提供實際設計示例。 第八章： IIR濾波器設計 本章探討無限脈衝響應（IIR）濾波器的設計。IIR濾波器通常比同等性能的FIR濾波器具有更低的階數，因此計算量更小，但通常會引入相位失真。本章將介紹IIR濾波器的特點，並重點介紹將模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）轉換為數字濾波器的方法，包括雙綫性變換法和脈衝不變法。我們將詳細分析這些轉換方法的工作原理和適用範圍，並提供具體設計流程和實例。 第三部分： DSP應用與進階 第九章： 數字信號處理的應用 本章將展示數字信號處理在各個領域的廣泛應用，以加深讀者對DSP重要性的認識。我們將涵蓋但不限於以下幾個方麵： 音頻信號處理： 語音編碼、音頻壓縮（MP3）、迴聲消除、均衡器、語音識彆等。 圖像信號處理： 圖像增強、圖像去噪、圖像壓縮（JPEG）、邊緣檢測、特徵提取等。 通信係統： 調製解調、信道編碼、均衡、多路復用等。 生物醫學信號處理： 心電圖（ECG）分析、腦電圖（EEG）分析、醫學成像等。 控製係統： 數字控製器設計、係統辨識等。 雷達與聲納： 目標檢測、目標跟蹤、距離測量等。 通過這些實際案例，讀者能夠清晰地看到DSP理論在解決現實世界問題中的強大能力。 第十章： 特殊主題與前沿發展（可選，根據具體內容增加） 本章將根據第二版新增或更新的內容，介紹一些DSP領域內的特殊主題或前沿發展。例如： 多速率信號處理： 介紹抽取（Decimation）和插值（Interpolation）的概念，以及它們在信號處理中的應用，如變采樣率係統。 自適應濾波器： 介紹自適應濾波器的原理，如LMS算法，以及其在噪聲消除、信道均衡等方麵的應用。 小波變換： 介紹小波變換的概念，以及其在信號分析、去噪、壓縮等方麵的優勢，特彆是在非平穩信號處理中的應用。 DSP硬件實現： 簡要介紹DSP處理器（DSPs）的架構和特點，以及如何將DSP算法高效地映射到硬件上。 深度學習與DSP的結閤： 探討深度學習模型在信號處理任務中的應用，以及與傳統DSP方法的互補關係。 （請注意：此部分內容可根據第二版實際新增的技術或主題進行填充，以體現本書的“第二版”更新特性。） 三、 本書特色 1. 理論體係嚴謹： 本書構建瞭邏輯清晰、層層遞進的DSP理論框架，確保讀者在掌握基礎的同時，能夠深入理解核心概念。 2. 內容詳實全麵： 涵蓋瞭DSP從基礎理論到濾波器設計，再到實際應用的各個重要環節，力求全麵。 3. 數學推導清晰： 對關鍵的數學公式和推導過程進行瞭詳細的闡述，便於讀者理解理論的由來。 4. 實例豐富： 大量結閤實際工程問題的實例貫穿全書，幫助讀者將理論知識應用於實踐。 5. 圖示直觀： 運用豐富的圖錶和示意圖，生動形象地解釋抽象的信號與係統概念。 6. 第二版更新： 緊跟DSP技術發展趨勢，對內容進行瞭更新和補充，特彆是在濾波器設計方法、應用案例以及可能涉及的新興技術方麵。 四、 讀者對象 電子工程、通信工程、計算機科學等相關專業的本科生和研究生。 從事信號處理、通信、控製、圖像處理等領域的工程師。 對數字信號處理技術感興趣的科研人員和技術愛好者。 《數字信號處理》（第二版）將是您深入學習和掌握這一關鍵技術的理想選擇。