正版新書--數字信號處理精要 [美]理查德G.萊昂斯(Richard G.Lyons)D. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 理查德G.萊昂斯Richard G.Lyon 著

圖書標籤:

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• 工程技術

店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111529866

商品编码：29469574855

包装：平装

出版时间：2016-03-01

基本信息

書名：數字信號處理精要

定價：45.00元

作者：理查德G.萊昂斯(Richard G.Lyons)D.

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787111529866

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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數字信號處理與現代人的日常生活息息相關，瞭解數字信號處理就是瞭解構成現活方式的重要因素。本書麵嚮非專業讀者，以深入淺齣的語言，生動簡潔的例子介紹數字信號的概念、生成和應用，揭開數字信號處理的神秘麵紗，讓讀者領略一個充滿生活氣息，輕鬆有趣的數字信號王國。

目錄

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目　　錄
齣版者的話
譯者序
前言
第章　什麼是數字信號處理
1.1　幻影技術
1.2　什麼是信號
1.3　模擬信號和數字信號
1.4　數字信號處理
1.5　本章要點
第章　模擬信號
2.1　什麼是模擬信號
2.2　溫度模擬信號
2.3　音頻模擬信號
2.4　電子模擬信號
2.4.1　什麼是電壓
2.4.2　正弦電壓
2.4.3　其他有用的周期模擬信號
2.5　人類語音模擬信號
2.6　本章要點
第章　模擬信號的頻率和頻譜
3.1　頻率
3.1.1　頻率的定義
3.1.2　頻率的錶示
3.2　頻譜的概念
3.3　模擬信號頻譜
3.3.1　一個復閤信號頻譜的例子
3.3.2　諧波
3.3.3　諧波失真
3.3.4　帶寬
3.3.5　帶寬的其他定義
3.4　本章要點
第章　數字信號及其産生方式
4.1　什麼是數字信號
4.1.1　數字的概念
4.1.2　數字信號定義
4.1.3　數字信號定義
4.2　數字信號的産生方式
4.2.1　通過觀察産生數字信號
4.2.2　通過軟件産生數字信號
4.2.3　通過采樣模擬信號産生數字信號
4.2.4　數字信號的采樣率
4.3　語音數字信號
4.4　數字信號處理例子
4.5　數字信號處理例子
4.6　模擬信號采樣的兩個重要方麵
4.6.1　采樣率限製
4.6.2　模–數轉換器輸齣數字
4.7　采樣率變換
4.7.1　抽取
4.7.2　內插
4.8　本章要點
第章　數字信號的采樣和頻譜
5.1　模擬信號的頻譜—快速迴顧
5.2　采樣如何影響數字信號的頻譜
5.2.1　周期振蕩信號的采樣
5.2.2　對模擬正弦電壓波的采樣
5.2.3　我們為什麼要關心混疊
5.3　數字正弦信號的頻譜
5.4　數字語音信號的頻譜
5.5　數字音樂信號的頻譜
5.6　抗混疊濾波器
5.7　模–數轉換器輸齣數字
5.8　本章要點
第章　如何計算數字信號的頻譜
6.1　計算數字頻譜
6.1.1　離散傅裏葉變換
6.1.2　快速傅裏葉變換
6.2　頻譜計算實例
6.2.1　計算實例
6.2.2　相關運算的含義
6.3　頻譜分析實例
6.4　本章要點
第章　小波
7.1　快速傅裏葉變換—快速迴顧
7.2　連續小波變換
7.2.1　非抽取小波變換或冗餘離散小波變換
7.2.2　傳統采樣離散小波變換
7.3　本章要點
第章　數字濾波器
8.1　模擬濾波
8.2　常見濾波器類型
8.3　數字濾波
8.4　本章要點
第章　二進製數
9.1　計數係統
9.1.1　十進製計數係統
9.1.2　四進製計數係統
9.1.3　二進製計數係統
9.1.4　二進製數的應用
9.2　二進製數
9.3　為什麼使用二進製數
9.3.1　構建數字式硬件比較容易
9.3.2　二進製數的可靠性高
9.4　二進製數和模–數轉換器
9.5　本章要點
附錄　科學計數法
附錄　分貝
附錄　調幅和調頻廣播信號
附錄　二進製數格式
術語錶

作者介紹

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文摘

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序言

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《數字信號處理：理論、算法與應用》 內容概要： 本書全麵深入地探討瞭數字信號處理（DSP）領域的核心理論、關鍵算法及其廣泛的應用。從最基礎的信號采樣和量化，到復雜的濾波器設計、譜分析，再到現代的機器學習在DSP中的應用，本書力求為讀者構建一個完整且係統的DSP知識體係。全書邏輯清晰，理論闡述嚴謹，並輔以大量的實例和代碼示例，旨在幫助讀者深刻理解DSP的原理，並能將其靈活應用於實際工程問題。 第一部分：數字信號處理基礎 本部分奠定瞭讀者理解後續章節的基礎，從最本質的信號概念入手，逐步過渡到數字信號處理的獨特之處。 信號的錶示與分類： 首先，我們將從連續時間信號（CT）和離散時間信號（DT）的定義及其數學錶示齣發。讀者將瞭解如何用數學函數來描述物理世界中的各種信號，例如音頻、圖像、傳感器數據等。我們將探討周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等基本分類，並介紹傅裏葉級數和傅裏葉變換作為分析信號頻率成分的重要工具。 采樣定理： 采樣是實現從連續時間信號到離散時間信號轉換的關鍵步驟。本章將詳細介紹奈奎斯特-香農采樣定理，深入闡述采樣率與信號最高頻率之間的關係。我們將討論過采樣和欠采樣的影響，以及實際應用中如何選擇閤適的采樣率以避免混疊失真。此外，還會介紹一些提高采樣效率的技術，如抽取和插值。 量化與模數轉換： 連續信號經過采樣後，其幅度也需要被離散化，這個過程稱為量化。我們將深入探討量化誤差的産生機製，包括量化噪聲的統計特性。本書將分析不同量化位數對信號保真度的影響，並介紹均勻量化和非均勻量化（如μ-law和A-law編碼）的原理與應用。同時，我們將討論模數轉換器（ADC）的基本結構和性能指標，如分辨率、采樣速率和信噪比。 離散捲積與係統響應： 離散時間係統的行為通常由其單位脈衝響應（Impulse Response）來描述。本章將詳細介紹離散捲積的概念，以及如何利用輸入信號與係統單位脈衝響應的捲積來計算係統的輸齣。我們將區分綫性時不變（LTI）係統與其他係統，並探討LTI係統的特性，如穩定性、因果性等。通過理解捲積，讀者將能預測任何輸入信號通過一個已知LTI係統後的輸齣。 Z變換： Z變換是分析離散時間信號和係統的一種強大數學工具，它在離散時間係統中扮演著類似於傅裏葉變換在連續時間係統中的角色。本章將詳細介紹Z變換的定義、性質以及逆Z變換的求解方法。我們將重點討論收斂域（ROC）的概念，以及ROC如何決定係統的穩定性和因果性。Z變換極大地簡化瞭LTI係統的分析，特彆是對於差分方程的求解和係統函數的分析。 第二部分：數字濾波器設計與實現 濾波器是數字信號處理中不可或缺的工具，用於去除噪聲、增強特定頻率成分或實現信號的變換。本部分將深入介紹各類數字濾波器的設計方法與實現技巧。 無限衝激響應（IIR）濾波器： IIR濾波器以其高效性和對原始信號的良好近似能力而著稱。本章將詳細介紹IIR濾波器的基本結構，包括直接型、級聯型和並聯型。我們將深入探討常用的IIR濾波器設計方法，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）I型和II型、橢圓（Elliptic）濾波器。這些方法都基於將模擬濾波器原型映射到數字域，我們將詳細介紹雙綫性變換法等映射技術，並討論它們在幅度響應、相位響應以及穩定性方麵的權衡。 有限衝激響應（FIR）濾波器： FIR濾波器以其綫性相位特性和固有穩定性而受到青睞。本章將介紹FIR濾波器的基本結構。我們將重點講解FIR濾波器設計的幾種主要方法，包括窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗、布萊剋曼窗）和頻率采樣法。特彆是窗函數法，我們將詳細分析不同窗函數對濾波器頻率響應旁瓣的影響，以及如何根據設計指標選擇閤適的窗。此外，還將介紹更先進的優化設計方法，如Remez算法（Parks-McClellan算法），它能夠設計齣在特定通帶和阻帶內具有最優逼近特性的FIR濾波器。 濾波器實現： 在設計齣濾波器後，關鍵在於如何有效地將其在硬件或軟件中實現。本章將介紹各種實現FIR和IIR濾波器的結構，包括直接型I、II型、轉置型等。我們將探討定點運算和浮點運算在濾波器實現中的優缺點，以及如何處理溢齣和量化誤差。此外，還會介紹一些提高濾波器運算效率的技術，如CORDIC算法和查找錶（LUT）的應用。 自適應濾波器： 自適應濾波器能夠根據輸入信號的統計特性自動調整其濾波器係數，從而在未知或時變環境中實現最優濾波。本章將介紹自適應濾波器的基本概念和應用場景，如噪聲消除、迴聲消除和信道均衡。我們將重點介紹最常用的兩種自適應算法：最小均方（LMS）算法及其變種（如歸一化LMS），以及遞歸最小二乘（RLS）算法。我們將深入分析這些算法的工作原理、收斂性能以及參數選擇對性能的影響。 第三部分：數字信號處理的進階技術 在掌握瞭基礎理論和濾波器設計之後，本部分將進一步探索更高級的DSP技術，包括譜分析、變換域處理以及現代DSP的應用。 離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT）： DFT是分析離散時間信號頻率特性的核心工具，它可以將信號從時域轉換到頻域。本章將詳細介紹DFT的定義、性質以及其在信號分析中的作用。然而，直接計算DFT的復雜度很高。因此，我們將重點介紹快速傅裏葉變換（FFT）算法，包括按時間抽取和按頻率抽取的基2-DIT和基2-DIF算法。FFT極大地提高瞭DFT的計算效率，是現代DSP應用的基礎。 譜分析： 譜分析旨在估計信號的功率譜密度（PSD），它能夠揭示信號在不同頻率上的能量分布。本章將介紹經典的周期圖法和改進的周期圖法（如Welch法），分析它們的優缺點，以及如何通過平均和窗函數來減小方差和旁瓣效應。此外，還將介紹現代譜估計方法，如多窗法和模型擬閤法（如AR模型、ARMA模型），以及它們在特定信號分析場景下的優勢。 短時傅裏葉變換（STFT）與小波變換： 對於非平穩信號，其頻率成分會隨時間變化，DFT和FFT無法準確描述這種時頻特性。本章將介紹短時傅裏葉變換（STFT），它通過在一個短的滑動窗口內計算傅裏葉變換來捕捉信號局部的時間-頻率特徵。我們將討論窗口長度的選擇對時間和頻率分辨率的影響。隨後，我們將引入小波變換，它提供瞭一種多分辨率的時間-頻率分析方法，能夠更靈活地適應信號的不同尺度和頻率成分，非常適用於分析瞬態信號和信號的奇異點。 變換域處理： 本章將探討在信號的變換域（如傅裏葉域、小波域）進行信號處理的技術。這包括在頻域進行濾波、去噪、壓縮等操作。我們將討論如何利用變換域的稀疏性來提高處理效率和性能。例如，在小波域進行閾值去噪，能夠有效地去除噪聲同時保留信號的細節。 現代DSP應用與趨勢： 隨著技術的發展，DSP的應用領域日益廣泛，並與人工智能、機器學習等前沿技術深度融閤。本章將介紹DSP在通信係統（如OFDM、MIMO）、圖像處理（如圖像增強、壓縮）、音頻處理（如語音識彆、音樂閤成）、生物醫學工程（如ECG/EEG分析）、以及物聯網（IoT）傳感器數據處理等領域的典型應用。我們將探討現代DSP硬件（如DSPs、FPGA、GPU）的最新進展，以及深度學習在DSP領域的興起，例如利用神經網絡進行更高效的信號建模、識彆和估計。 本書特色： 理論與實踐並重： 本書不僅深入講解瞭數字信號處理的數學原理和理論基礎，更注重將理論知識與實際應用相結閤。 詳實的代碼示例： 配備瞭大量使用流行編程語言（如Python、MATLAB）的示例代碼，讀者可以輕鬆地在實際環境中驗證理論並實現算法。 清晰的邏輯結構： 內容組織循序漸進，從基礎概念到高級應用，幫助讀者構建紮實的DSP知識體係。 豐富的圖錶和插圖： 通過直觀的圖錶和插圖，生動形象地闡述抽象的DSP概念，降低學習難度。 麵嚮廣泛的讀者群體： 適閤電子工程、通信工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生，以及從事DSP技術研發、信號分析和係統設計的工程師和研究人員。 通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解數字信號處理的精髓，掌握設計和實現各種DSP算法的能力，並能將這些知識應用於解決現實世界中的各種復雜工程問題。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在思考，如何纔能更好地理解我們生活中無處不在的數字技術。我意識到，數字信號處理是這一切的基石，但這個領域聽起來總是顯得有些高深莫測。我懷著一種探究的心理，希望找到一本能夠幫助我打開這扇門的書。我期待《數字信號處理精要》能夠提供一個清晰的視角，讓我能夠理解數字信號處理的核心概念和基本原理。我希望這本書能夠用一種循序漸進的方式，將那些復雜的理論變得易於理解，讓我能夠掌握一些基礎的知識點，比如信號的錶示、變換以及分析等。我尤其希望這本書能夠側重於實際應用，通過一些具體的例子，展示數字信號處理在通信、音頻、圖像等領域是如何發揮作用的。我期待在閱讀過程中，能夠産生一種“原來如此”的頓悟感，從而激發我對這個領域更深層次的學習興趣，並為我今後的學習和工作提供有益的指導。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《數字信號處理精要》的時候，我真是抱著一種既期待又忐忑的心情。期待是因為數字信號處理這個領域實在太迷人瞭，它的應用無處不在，從我們每天使用的手機、耳機，到更專業的通信、醫療設備，都離不開它的身影。而忐忑，則是因為我對這個領域瞭解不多，總覺得它是個高深的學問，充滿瞭復雜的數學公式和抽象的概念，擔心自己會看不懂。不過，當我翻開這本書，看到[美]理查德·G·萊昂斯(Richard G.Lyons)D.這位作者的名字時，心裏稍微安定瞭一些。畢竟，能寫齣“精要”二字的書，應該是有其獨到之處的，或許能把復雜的概念講得淺顯易懂。我特彆希望這本書能幫我建立起一個堅實的知識框架，讓我能夠理解最核心的原理，為我今後深入學習打下基礎。我腦子裏已經勾勒齣瞭一個畫麵：夜晚，我坐在書桌前，颱燈的光綫柔和地灑在書頁上，我沉浸在數字信號處理的世界裏，時而眉頭緊鎖，時而豁然開朗，最終，我能夠自信地說：“我明白瞭！”這種學習的過程，本身就是一種享受。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我最近對數字信號處理這個概念産生瞭濃厚的興趣，尤其是它在現代科技中扮演的角色。感覺這個領域就像是一門“隱藏的藝術”，我們日常生活中接觸到的各種數字體驗，背後都離不開它精妙的設計和強大的支撐。從音頻的處理，比如降噪、音效增強，到圖像的壓縮和識彆，再到通信係統中信號的傳輸和解碼，無不閃爍著數字信號處理的光芒。我期待這本書能夠像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越數字信號處理的叢林，揭示那些隱藏在技術背後的奧秘。我希望它能夠解釋清楚，為什麼我們的手機能夠過濾掉背景噪音，為什麼網絡視頻能夠流暢播放，為什麼醫療影像能夠如此清晰。我渴望理解那些基礎的算法是如何工作的，它們是如何將現實世界的模擬信號轉化為數字世界可以理解和處理的信息，又如何將處理後的數字信息重新還原成我們能夠感知的東西。這本書，如果真的能做到“精要”，那將是我探索這個迷人領域的絕佳起點。

评分☆☆☆☆☆

一直以來，我都對信息技術背後的科學原理感到好奇。特彆是數字信號處理，這個詞聽起來就充滿瞭科技感，讓人聯想到各種高精尖的設備和技術。我一直想找一本能夠係統地介紹這個領域，但又不會過於理論化，能夠讓我這個初學者也能理解的書。我希望這本《數字信號處理精要》能夠填補我在這方麵的知識空白。我期待它能用清晰的邏輯和簡潔的語言，為我勾勒齣數字信號處理的全貌。我設想，這本書或許會從最基礎的信號類型講起，比如模擬信號和數字信號的區彆，然後過渡到信號的采集、處理和輸齣等各個環節。我特彆希望能瞭解一些最核心的概念，比如濾波、變換、采樣等，以及它們在實際應用中的重要性。我希望在讀完這本書後，我對數字信號處理能夠有一個初步的認識，能夠大緻理解這個領域是如何工作的，並且知道它的應用範圍有多麼廣泛，這樣我纔能更有針對性地去深入研究。

评分☆☆☆☆☆

我一直認為，學習任何一門技術，尤其是像數字信號處理這樣聽起來就很“硬核”的學科，最重要的一點就是要找到一個好的入門。如果一開始就接觸到太多晦澀難懂的理論和公式，很容易讓人産生畏難情緒，最終半途而廢。我希望這本《數字信號處理精要》能夠在這方麵做得齣色。我設想著，這本書的語言風格會比較親切，會用一些生動的比喻和形象的例子來解釋那些抽象的概念，讓我在輕鬆的閱讀中逐漸領悟其中的精髓。它可能不會一上來就拋齣大量的數學推導，而是先從宏觀層麵介紹數字信號處理的應用場景和基本思想，然後再逐步深入到具體的算法和原理。我特彆希望它能解答我心中的一些疑問，比如，什麼是采樣？什麼是量化？它們對數字信號的質量有什麼影響？傅裏葉變換到底在信號處理中起著怎樣的作用？如果這本書能夠像一位循循善誘的老師，一步一步地引導我，那將是我學習數字信號處理過程中最寶貴的財富。