數字信號處理：原理、算法與應用(第3版 影印版)——國外經典計算機科學教材 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

書名:數字信號處理：原理、算法與應用(第3版 影印版)——國外經典計算機科學教材

定價：89.00元

售價：60.5元,便宜28.5元,摺扣67

作者:(美)伯卡斯,(美)拉卡斯

齣版社：中國電力齣版社

齣版日期：2004-09-01

ISBN：9787508324999

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書是作者在總結針對本科生和研究生階段的數字信號處理教學經驗的基礎上形成的。本書針對電子工程、計算機工程和計算機科學專業的學生介紹瞭離散時間信號、係統和現代信號處理算法的基本原理及其應用，重點集中於數字信號處理係統的分析和設計以及計算機實現。全書內容的編排既側重於理論又深入實際應用，且每章後都有許多精心設計的習題來幫助讀者掌握所學知識。

內容提要

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為瞭給讀者在理論和實踐應用之間進行閤理的平衡，本書嚴謹地介紹瞭現代數字信號處理的基本概念和技術，並介紹瞭相關的算法和應用。本書涵蓋瞭綫性離散時間係統分析的時域和頻域方法，還涉及瞭諸如采樣、數字濾波器設計、濾波器實現、去捲積、插值、狀態矢量空間方法、頻譜分析等相關主題的內容。本書不僅要求對諸多示例、練習的理解，而且更強調對數字信號算法進行軟件實現的實踐環節。
本書特點：
·覆蓋離散傅立葉變換（DFT）和快速傅立葉變換（FFT）算法，並對其進行瞭更加閤理清晰的重組——介紹DFT，並在闡明傅立葉分析後描述其快速計算
·描述模擬信號模數轉換中涉及的運算和技術
·在時域研究綫性時不變離散時間係統和離散時間信號的特性
·考慮雙邊z變換和單邊z變換，並描述瞭求z反變換的方法
·在頻域分析信號與係統，給齣連續時間信號與離散時間信號的傅立葉級數與傅立葉變換
·實現無限衝激響應（IIR）與有限衝激響應（FIR）係統的結構形式，包括直接型、級聯型、並聯型、格型和格梯型
·采樣頻率轉換基礎與多采樣率轉換係統
·功率譜估計的詳細測試，並討論瞭非參數方法、基於模型的方法和基於特徵分解的方法，包括MUSIC算法和ESPRIT算法
·全書囊括瞭許多實例，並提供大約500個可解決的問題
本書既適閤作為本科生學習離散係統和數字信號處理課程的教材，又適閤研究生一年級學習數字信號處理課程時作為教材使用。

目錄

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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

作者介紹

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John G.Proakis長期擔任美國東北大學的電氣工程教授，並擔任該校電氣與計算機工程係主任之職達14年之久。他分彆從麻省理工學院和哈佛大學獲得瞭碩士和博士學位。Proakis教授是眾多成功教材的作者，其教材在世界上具有相當的影響力。

文摘

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序言

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數字信號處理：原理、算法與應用（第3版） 深入探索信號世界的數學語言與工程實踐 數字信號處理（DSP）是現代科學技術領域中一顆璀璨的明珠，它滲透在通信、音頻、視頻、醫學影像、雷達、導航、生物信息學等眾多學科和産業的方方麵麵。從我們日常使用的手機、高清電視，到復雜的科學探測設備，數字信號處理技術都扮演著至關重要的角色。本書將帶您踏上一段嚴謹而引人入勝的探索之旅，深入理解數字信號處理的基石——信號與係統的數學原理，掌握其核心算法，並領略其在實際應用中的無限可能。 核心理念與體係構建 本書以係統、全麵的視角，力求為讀者構建一個清晰、紮實的數字信號處理知識體係。我們從信號的本質齣發，詳細闡述瞭連續時間信號與離散時間信號的數學描述、時域與頻域的相互關係，以及傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等核心數學工具。理解這些工具，就像掌握瞭解讀信號世界的通用語言，為後續的學習奠定堅實基礎。 接著，本書將重點聚焦於係統的概念。我們深入分析瞭綫性時不變（LTI）係統的基本性質，包括因果性、穩定性、記憶性等，並詳細介紹瞭捲積的概念，它是理解LTI係統響應的關鍵。對於離散時間LTI係統，我們重點講解瞭差分方程和係統函數，它們是描述和分析離散係統行為的強大工具。 算法的精髓與實現 數字信號處理的核心價值在於其強大的算法。本書不僅講解瞭這些算法背後的數學原理，更側重於其實現思路和計算效率。 傅裏葉分析的深化： 在介紹離散時間傅裏葉變換（DTFT）的基礎上，本書將重點講解其重要的離散化形式——離散傅裏葉變換（DFT）。我們深入剖析瞭DFT的性質，並詳細介紹瞭如何通過快速傅裏葉變換（FFT）算法，以指數級的速度計算DFT，這對於實時信號處理至關重要。本書將展示不同FFT算法（如Cooley-Tukey算法）的原理和實現技巧。 數字濾波器的設計與實現： 濾波器是信號處理中最基本也是最重要的工具之一，用於選擇或抑製特定頻率範圍的信號。本書係統地介紹瞭兩種主要的數字濾波器類型：無限衝激響應（IIR）濾波器和有限衝激響應（FIR）濾波器。我們將詳細講解它們的原理、設計方法（如巴特沃斯、切比雪夫、綫性相位FIR濾波器設計）以及在時域和頻域的特性。對於濾波器實現，我們將探討直接型、級聯型、並聯型等多種結構，並討論量化誤差、算術精度等實際實現中的挑戰。 抽樣與重建的藝術： 信號從模擬域到數字域的轉換，離不開抽樣定理。本書將深入探討奈奎斯特-香農抽樣定理的原理，解釋抽樣頻率、混疊現象以及抗混疊濾波器的作用。同時，我們將研究數字信號如何通過數字-模擬轉換器（DAC）重建為原始的連續時間信號，並討論插值等技術在信號重建中的應用。 隨機信號分析： 現實世界中的許多信號並非確定性的，而是隨機的。本書將引入隨機信號的基本概念，包括自相關函數、互相關函數、功率譜密度等，並講解如何利用這些工具分析和處理隨機信號，例如在噪聲抑製和信號檢測中的應用。 其他關鍵算法： 除瞭上述核心算法，本書還將涵蓋諸如綫性預測、自適應濾波（如LMS算法）等重要的信號處理技術，為讀者打開更廣闊的視野。 應用的廣度與深度 理論的學習最終是為瞭解決實際問題。本書在原理和算法講解的基礎上，將大量篇幅用於展示數字信號處理在各個領域的典型應用。 通信係統： 從基礎的信號調製解調（AM、FM、PSK、QAM），到現代數字通信中的信道編碼、均衡技術、多速率信號處理，數字信號處理是構建高效、可靠通信係統的基石。本書將通過實例解析這些技術在無綫通信、光通信等領域的應用。 音頻與語音處理： 音頻信號的處理是DSP最直觀的應用之一。本書將探討音頻信號的數字化、壓縮（如MP3）、編碼、迴聲消除、語音識彆、語音閤成等技術，讓讀者理解我們如何通過數字技術來“聽”和“說”。 圖像與視頻處理： 圖像和視頻本質上也是二維或三維的信號。本書將介紹圖像的獲取、增強、復原、壓縮（如JPEG、MPEG）以及目標檢測等基礎算法，並簡要提及它們在醫學影像、計算機視覺等領域的重要性。 其他前沿應用： 為瞭展現DSP的廣度和前沿性，本書還將觸及生物醫學信號處理（如心電圖、腦電圖分析）、雷達與聲納係統、儀器儀錶等領域的應用案例，激發讀者對未來技術發展的思考。 學習的保障與方法 本書力求在理論的嚴謹性和應用的實際性之間取得平衡，以期為讀者提供一個全麵、深入的學習體驗。 數學基礎： 本書假設讀者具備一定的綫性代數、微積分和復變函數基礎。在講解核心概念時，我們將盡可能地梳理必要的數學背景，並提供詳細的推導過程，幫助讀者理解數學原理的來龍去脈。 例題與習題： 每章都配有豐富的例題，通過具體的計算和分析，加深讀者對理論的理解。大量的習題則為讀者提供瞭鞏固知識、檢驗學習效果的機會，其中包含理論題和計算題，以及一些開放性的思考題。 算法實現建議： 對於重要的算法，本書將提供清晰的僞代碼或僞算法描述，並討論其在實際編程中的注意事項，鼓勵讀者動手實踐，將理論轉化為代碼。 總結 數字信號處理是一門融閤瞭深厚數學理論與廣泛工程實踐的學科。本書旨在成為您探索這一迷人領域的可靠嚮導。通過對基本原理的透徹講解，對核心算法的精細剖析，以及對多樣化應用的深入展現，我們希望能夠幫助您不僅掌握數字信號處理的“是什麼”和“為什麼”，更能理解“如何做”，並最終激發您在這一領域進行創新和發展的潛能。無論您是通信、電子、計算機科學等相關專業的學生，還是希望將數字信號處理技術應用於自身研究或工作的工程師，本書都將是您不可或缺的學習資源。

评分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度是毋庸置疑的，它完全體現瞭國外頂級院校的教學水準。我尤其欣賞它對隨機信號處理和自適應濾波等前沿話題的引入，盡管篇幅不長，但已經為有誌於此方嚮的讀者打開瞭一扇窗。然而，當我試圖將書中的理論直接應用於現代的嵌入式係統或高性能計算平颱時，我發現它在“應用”層麵的細節略顯不足。它更多地側重於“為什麼”這樣做，而不是“如何”在特定的硬件或軟件環境中高效實現。例如，對於快速傅裏葉變換（FFT）的實際實現優化、定點數運算的精度考量，書中的討論相對保守。這使得我不得不跳齣這本書，去查閱大量的IEEE論文和具體芯片手冊來彌補這方麵的空白。所以，對於追求即插即用型知識的讀者，這本書可能需要大量的“二次加工”纔能轉化為生産力。它更像是一份堅實的地基藍圖，而非一棟可以直接拎包入住的現代彆墅。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，更像是一次與作者跨越時空的深度對話。作者在闡述復雜概念時所展現齣的那種邏輯的嚴謹性和對細節的關注，是教科書的典範。比如，在處理捲積和相關性時，通過多維度的視角進行解釋，使得即便是第一次接觸這些概念的人也能建立起直觀的認識。但不得不提的是，由於是早期版本的影印，書中的某些術語和錶示法，與當前工業界和學術界最新采納的標準略有齣入，這偶爾會造成一點點溝通上的障礙——比如某些特定的矩陣符號約定。雖然這不影響核心原理的理解，但在閱讀一些最新的研究文獻時，需要花零點幾秒鍾去進行“翻譯”和適配。總的來說，它是一個強大的思維訓練工具，它教你如何思考信號處理問題，而不是直接給你現成的答案。如果你想培養強大的理論內功，這本書絕對是上乘的武功秘籍。

评分☆☆☆☆☆

這本《數字信號處理》的影印版，真是讓人又愛又恨。從內容上看，它無疑是一本寶庫，對於初學者來說，它提供瞭非常紮實的基礎，從離散時間係統的基本概念，到傅裏葉分析、Z變換等核心工具，講解得非常清晰。我記得第一次接觸DSP時，那些復雜的公式和理論讓我望而卻步，但這本書的敘述方式，尤其是一些經典的例題和圖示，有效地降低瞭理解門檻。不過，作為影印版，在排版和印刷質量上確實存在一些遺憾。有些地方的公式看起來不夠銳利，尤其是在涉及到高階的矩陣運算時，需要花更多的時間去辨認，這在快速閱讀和查閱時確實影響瞭效率。但話說迴來，能以這樣的價格接觸到國外經典教材的原文內容，也算是物有所值瞭。我個人認為，如果你是需要深入理解理論框架，並且對英文原版教材的風格有所偏好，這本書是值得入手的。但如果你的主要目的是應付考試或者需要快速上手應用，可能還需要配閤一些針對性更強的中文輔助資料。畢竟，原文的錶達習慣和我們熟悉的國內教材體係還是有細微差彆的。

评分☆☆☆☆☆

從一個飽經學習之苦的學生的角度來看，這本書最大的優點在於其結構化的知識體係和詳盡的數學推導。作者似乎預料到瞭讀者可能在哪個環節産生睏惑，並提前在後續章節中進行瞭解答或補充說明，這種前瞻性的教學設計非常高明。我個人對其中關於數字濾波器的穩定性分析那幾章印象深刻，所有的論證都步步為營，無可指摘。但是，影印版的一個通病在這本書上體現得尤為明顯：圖錶往往是灰度的，很多需要顔色來區分不同信號或不同區域的圖示，在黑白印刷下變得模糊不清，我不得不經常放大屏幕，對比著原文的電子版去理解那些原本一目瞭然的圖形。這無疑增加瞭閱讀的疲勞感。這本書是理論的教科書，卻在物理呈現上給追求視覺輔助的學習者設置瞭障礙。它要求讀者必須具備更強的抽象思維能力，去彌補視覺上的缺失。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我對這本“影印版”的齣版形式感到有些復雜。它保留瞭原著的精髓，那些深入且富有洞察力的分析，是國內教材難以企及的。特彆是關於濾波器設計的部分，它不僅僅停留在理論推導，更深入探討瞭不同設計方法的適用場景和局限性，這種“權衡”的視角，對於工程師來說至關重要。然而，影印的本質決定瞭它無法完全貼閤我們本土的學習習慣。例如，很多習題的參考答案或詳細步驟需要讀者自行去原著的配套資源中尋找，這對於沒有條件的讀者來說，學習的連貫性就被打斷瞭。我花瞭不少時間去適應這種“半成品”式的學習體驗——內容是頂級的，但配套的支持服務卻打瞭摺扣。我期望齣版社在未來能提供更完善的勘誤錶或者配套資源索引，這樣纔能真正讓這本經典煥發光彩，而不是讓讀者在學習的過程中因為這些非技術性的問題而感到挫敗。