数字信号处理及应用

数字信号处理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社
作者:卢光跃
出品人:
页数:333
译者:
出版时间:2012-6
价格:44.00元
装帧:
isbn号码:9787115274908
丛书系列:
图书标签:
  • 系统
  • 数据处理
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具体描述

《21世纪高等院校信息与通信工程规划教材•精品系列:数字信号处理及应用》是在高等院校学生学习完信号与系统的基础上,系统地介绍数字信号处理的基本理论与分析方法。全书共8章。第1章介绍时域离散信号和时域离散系统;第2章介绍时域离散信号和系统的频域分析,包括离散时间傅里叶变换、傅里叶级数和z变换;第3章、第4章介绍离散傅里叶变换、快速傅里叶变换及其在频谱分析和系统分析等方面的应用;第5章介绍滤波器的实现方法;第6章、第7章主要介绍系统设计方面的内容,阐述数字滤波器的基本理论和设计方法,包括IIR数字滤波器设计、FIR滤波器设计及几种特殊数字滤波器的设计:第8章介绍数字信号处理实验,包括七个实验的实验指导,上机实验部分可以按照实验内容适当分配到各章节中进行。书中精选了一定量的例题,各章后附有习题,部分章节后还有上机实验题。

好的,这是一本名为《高阶线性代数与张量分析基础》的图书简介,旨在为读者提供一个深入理解和应用现代数学工具的平台,尤其侧重于那些在理论物理、高级工程和数据科学中至关重要的领域。 --- 《高阶线性代数与张量分析基础》图书简介 导言:跨越维度的思维跃迁 在当代科学与工程的尖端领域,从广义相对论的几何描述到复杂系统的动力学建模,再到高维数据空间的特征提取,我们越来越依赖于超越传统三维空间直觉的数学框架。本书《高阶线性代数与张量分析基础》正是为那些渴望掌握这种“多维语言”的学者、工程师和研究人员量身打造的。 我们深知,线性代数是数学的基石,但当维度($N$)趋于无穷大或涉及非交换代数结构时,传统的矩阵视角往往会显得力不从心。因此,本书的核心目标是搭建一座坚实的桥梁,连接经典的向量空间理论与现代张量代数的严谨性及其实用性。我们不追求泛泛而谈,而是聚焦于那些在实际应用中展现出强大生命力的核心概念、定理与计算技巧。 全书结构设计经过精心考量,力求循序渐进,从对线性代数概念的深刻理解出发,平稳过渡到张量这一更本质、更普适的数学对象的构建与操作。 第一部分:线性代数的重构与深化 (Foundation Reinforcement) 本部分旨在以全新的视角审视我们熟悉的线性代数。我们不只是简单地回顾基础,而是深入挖掘其背后的几何意义和内在结构,为后续张量理论的引入做好铺垫。 1. 向量空间的深层结构与同构:我们详尽讨论了抽象向量空间的定义、子空间、商空间的概念,并重点分析了有限维与无限维空间(如函数空间 $L^2$)的内在联系。对线性映射的本质——即空间之间的“结构保持”变换——进行彻底剖析,辅以大量的同构定理实例。 2. 算子理论与谱分解的艺术:着重讲解了线性算子(矩阵)的对角化、若尔当标准型(Jordan Normal Form)的实际意义,以及为什么在非自伴随算子情况下,谱分解的局限性促使我们转向更广义的分解。我们深入探讨了特征值、特征向量在动力系统稳定性分析中的决定性作用。 3. 度量、内积与正交性:本书对内积空间和希尔伯特空间进行了详尽的介绍,强调了施密特正交化过程的几何直观。特别之处在于,我们通过黎曼几何的早期概念,引入了“度量张量”的初级形式,为后续张量场的分析打下基础。 第二部分:张量:多线性映射的本质表达 (The Essence of Multilinearity) 张量是本书的核心。我们将其定义为多线性映射的推广,而非仅仅是高维数组的代名词。 4. 张量的定义与张量积 (Tensor Product):详细阐述了张量积 $V otimes W$ 如何构建更高维度的向量空间,并严格证明了张量积的唯一性。我们区分了可分解张量(Dyads)与不可分解张量(Pure Tensors),并探讨了张量的秩(Rank)的概念及其计算的困难性。 5. 张量指标表示法与运算:这是本书的实用性重点。我们系统地介绍了爱因斯坦求和约定(Einstein Summation Convention),并严格区分了上指标(协变)和下指标(逆变)。详细推导了张量收缩(Contraction)、外积(Outer Product)和共变/逆变分量的转换规则,这些是物理场描述的基础。 6. 张量代数与流形上的张量:在这一章节,我们将指标从固定的坐标系中解放出来。引入了流形的概念,并讲解了如何定义切空间(Tangent Space)和余切空间(Cotangent Space)。协变导数(Covariant Derivative)的引入,使得我们能够在弯曲空间中对张量场进行微分运算,这是广义相对论和微分几何的基石。 第三部分:张量分解与现代应用 (Decomposition and Modern Applications) 高阶张量的存储与计算复杂度远超矩阵,因此高效的分解方法成为关键。本部分侧重于实际可操作的算法和前沿应用。 7. 张量分解的黄金标准:详尽对比了Kruskal分解(CP分解)和Tucker分解的原理、优缺点及其收敛性保证。我们分析了这些分解在降维和特征提取中的应用,例如在多模态数据分析中的有效性。 8. 奇异值分解 (SVD) 的张量推广:探讨了张量奇异值分解(Tensor SVD)和HOSVD(Higher-Order SVD)的数学基础,以及它们如何处理数据张量中的缺失值和噪声。重点解析了张量网络(Tensor Networks)在量子信息理论和材料模拟中的应用潜力。 9. 应用案例研究:从信息论到连续介质力学: 信息几何:利用张量描述概率分布空间中的黎曼度量,分析Fisher信息张量。 连续介质力学:应力张量(Cauchy Stress Tensor)和变形梯度张量(Deformation Gradient Tensor)的精确构造与解释,阐明了如何在宏观尺度上精确描述材料的内部受力状态。 总结:为何选择本书? 《高阶线性代数与张量分析基础》不是一本简单的工具书。它旨在培养读者一种坐标系无关的思维模式。通过对指标运算的严格训练和对多线性代数的深入理解,读者将能够: 1. 解析复杂结构:轻松应对多维数据分析中遇到的高阶相关性问题。 2. 驾驭微分几何:为后续深入学习广义相对论、微分几何或拓扑学打下坚实的代数基础。 3. 优化计算流程:掌握先进的张量分解算法,有效管理大规模高维数据集的计算资源。 本书配有大量的数学证明和精心设计的习题,确保理论的严谨性与实际操作能力的同步提升。它将是您从“矩阵思维”跃迁至“张量思维”的不可或缺的指南。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书就像一本关于“听懂”世界的说明书,它教会我如何去理解那些无处不在的数字信号。在我看来,信号处理的核心在于理解信号的本质,以及如何通过各种数学工具来分析和改变它。《数字信号处理及应用》在这方面做得非常出色。书中对信号的采样、量化等基础概念的解释,清晰易懂,并且能够立即引出对数字信号进行各种运算的可能性。我尤其喜欢书中关于傅里叶变换的讲解,它将一个复杂的数学工具变得如此直观,让我能够理解信号的频率成分,以及如何从频域去分析信号的特性。这对于我理解很多现代通信和信息处理技术至关重要。书中对滤波器设计的详细介绍,包括各种滤波器类型(低通、高通、带通、带阻)的原理和设计方法,以及它们在实际应用中的作用,例如在音频降噪、视频图像增强等方面,都让我受益匪浅。我曾经尝试过根据书中的例子,用简单的代码实现一个基本的低通滤波器,结果发现效果显著,这让我对数字信号处理的力量有了更直观的认识。此外,书中还探讨了信号的重构和插值技术,这对于提高信号的分辨率和质量至关重要。这本书不仅提升了我的理论知识,更让我对数字世界有了更深刻的洞察力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版,对于我这个在嵌入式系统领域摸索多年的工程师来说,无疑是一个及时雨。我常常需要在资源有限的微控制器上处理各种传感器采集到的数字信号,而之前对此领域的理解大多是碎片化的,缺乏系统性的理论支撑。这本《数字信号处理及应用》恰好弥补了这一不足。书中对于信号的基本特性,如幅度、频率、相位等的描述,都非常直观,并且很快就引出了离散信号的概念,这对于理解数字世界至关重要。我尤其欣赏书中对数字滤波器设计部分的讲解,它详细介绍了多种滤波器设计方法,如窗函数法、频率采样法等,并且提供了不同类型滤波器的性能对比,这对于我选择最适合嵌入式应用的滤波器至关重要。我曾遇到过一个实际问题,需要在低功耗环境下对一个快速变化的传感器信号进行平滑处理,以去除高频噪声。通过学习书中关于低通滤波器设计的章节,我不仅理解了如何根据采样率和截止频率来设计滤波器,还学习了如何在有限的计算资源下实现高效的滤波器算法,例如使用移位和累加的方式来代替乘法运算,极大地提高了计算效率。此外,书中对Z变换和离散卷积的讲解,也帮助我更好地理解了数字系统的工作原理,以及如何分析系统的稳定性和频率响应。这本书为我提供了解决实际工程问题的有力工具,让我能够更自信地应对各种复杂的数字信号处理任务。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的向导,带领我穿越了数字信号处理的迷宫,从最初的迷茫到逐渐清晰的理解,整个过程都充满惊喜。我一直对声音和图像的数字化过程感到好奇,而这本书则一一揭开了这些神秘的面纱。它从最基本的信号采样和量化开始,清晰地解释了模拟信号如何变成计算机可以理解的数字信号,以及在这个过程中可能出现的误差和如何处理。让我印象深刻的是,书中关于傅里叶变换的讲解,它不仅仅是提供了数学公式,更重要的是将傅里叶变换比喻成一把“瑞士军刀”,能够将复杂的信号分解成最基本的正弦波成分,从而让我们能够从频率的角度去理解信号的特性。这本书还详细介绍了各种数字滤波器,包括FIR滤波器和IIR滤波器,并对比了它们的优缺点以及在不同场景下的应用。例如,在音频处理中,我学习了如何使用低通滤波器来去除高频噪声,或者使用均衡器来调整音频的频率响应。书中对信号的重构和插值技术也有深入的探讨,这对于提高信号的质量和分辨率非常重要。我尤其喜欢书中对音频信号处理的应用案例,它让我了解到,那些我们日常听到的音乐和声音,背后都蕴含着如此精妙的数字信号处理技术。这本书不仅提升了我的理论知识,更激发了我对数字信号处理技术在未来更多领域的探索热情。

评分☆☆☆☆☆

在我接触过的众多技术类书籍中,《数字信号处理及应用》以其独特的视角和严谨的逻辑,为我打开了通往数字信号处理世界的大门。它并非仅仅罗列枯燥的公式,而是将复杂的数学概念与生动的实际应用相结合,让读者在理解理论的同时,也能感受到技术的力量。书中从最基本的离散时间信号概念讲起,逐步深入到傅里叶变换、Z变换等核心理论,并且都配以清晰的图示和详实的解释,让我能够循序渐进地掌握这些知识。我尤其欣赏书中对滤波器设计部分的讲解,它详细介绍了FIR和IIR滤波器,并对比了它们的优缺点以及适用的场景,例如在音频信号处理中如何实现降噪或均衡。通过学习这些内容,我能够更好地理解如何在实际工程中选择和设计合适的滤波器。此外,书中对信号的采样和量化过程的阐述,也让我对模拟信号数字化有了更深刻的认识,包括奈奎斯特采样定理以及如何避免混叠失真。这对于任何需要处理传感器数据的工程师来说,都是至关重要的知识。书中提供的各种应用案例,例如在通信系统中的调制解调,或者在图像处理中的边缘检测,都让我能够更直观地理解数字信号处理技术的广泛应用。这本书为我提供了坚实的理论基础,并激发了我对这个领域更深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

在我接触的诸多技术书籍中,《数字信号处理及应用》以其独到的视角和深入浅出的讲解风格,给我留下了深刻的印象。它并非仅仅是一本理论著作,更像是一位循循善诱的老师,引导我一步步理解数字信号处理这个看似复杂的世界。从最基础的信号分类、采样定理,到复杂的傅里叶变换、Z变换,书中都进行了细致的阐述。我尤其欣赏书中对滤波器设计部分的讲解,它不仅详细介绍了FIR和IIR滤波器的设计原理,还对比了它们的性能特点和适用场景,这对于我在实际工程中选择合适的滤波器至关重要。书中还穿插了大量与通信、音频、图像等领域的实际应用案例,让我能够更直观地理解这些抽象的理论是如何在现实世界中发挥作用的。例如,在学习信号重采样时,书中就结合了改变音频播放速率的例子,让我能够清晰地看到技术是如何服务于生活的。此外,书中对信号的频谱分析和噪声处理的讲解,也极大地提升了我对信号质量的认知,以及如何通过各种技术手段来改善信号。这本书为我提供了一个系统性的知识框架,让我能够更自信地应对各种数字信号处理相关的挑战,并且激发了我对这个领域更深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为,要真正理解一个领域,不仅要掌握其理论核心,更要了解其在现实世界中的具体表现。《数字信号处理及应用》正是这样一本兼顾理论深度与应用广度的著作。它并没有沉溺于纯粹的数学推导,而是将抽象的数学概念与生动的实际案例相结合,让读者在理解理论的同时,也能感受到技术的力量。在我看来,书中对数字信号的表示方式,尤其是时域和频域的相互转换,是整个领域的基础,而作者对这一部分的阐述既严谨又易于理解。让我印象深刻的是,在讨论采样理论时,书中不仅解释了奈奎斯特采样定理,还生动地描绘了混叠现象的发生过程,并提供了避免混叠的有效方法,例如使用抗混叠滤波器。这对于任何进行模数转换的人来说都是至关重要的知识。此外,书中对各种变换(如离散傅里叶变换、离散余弦变换)的讲解,并不仅仅是给出了公式,更重要的是解释了它们各自的适用场景和优势,例如在图像压缩中DCT的广泛应用,以及在音频处理中DFT的重要性。通过对书中提供的各种应用实例的深入学习,我能够更好地理解这些抽象的理论是如何解决现实世界中的问题的,例如在语音识别中如何提取声学特征,或者在医学影像处理中如何增强图像质量。这本书为我提供了一个全面的视角,让我对数字信号处理的价值有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对人工智能和机器学习领域充满热情的学习者,我深知数字信号处理是理解和实现许多AI算法的基础。《数字信号处理及应用》这本书,以其严谨的逻辑和丰富的应用实例,为我打开了通往这个领域的大门。它并非仅仅停留在理论层面,而是将抽象的数学概念与实际的工程应用紧密结合,让我能够更好地理解那些隐藏在AI模型背后的信号处理原理。书中对信号的表示、变换(如傅里叶变换、Z变换)以及滤波器的设计,都进行了深入浅出的讲解。我尤其欣赏书中关于卷积运算的阐述,它清晰地解释了卷积在信号处理中的核心作用,尤其是在系统响应和特征提取方面。这对于我理解卷积神经网络(CNN)等AI模型的工作原理至关重要。此外,书中对采样理论的讲解,让我对模拟信号数字化过程有了更深刻的认识,包括奈奎斯特采样定理以及如何避免混叠失真。这对于处理来自传感器的数据,或者音频、视频等原始数据流,都具有重要的指导意义。书中提供的应用案例,例如在语音识别中如何进行特征提取,或者在图像处理中如何进行滤波和增强,都让我能够将所学的理论知识与实际应用联系起来,从而更好地理解AI模型是如何从原始数据中提取有意义的信息。这本书为我打下了坚实的数字信号处理基础,为我深入探索AI和机器学习领域提供了重要的支撑。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信系统充满热情的研究生,我一直在寻找一本能够清晰阐述数字信号处理核心概念的书籍,并且这本书无疑达到了我的期望。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,带领我逐步攻克那些看似棘手的技术难题。书中对于信号的表示、运算以及变换的解释,逻辑严谨,条理清晰。我特别欣赏书中对离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)的深入剖析,它不仅给出了详细的数学推导,还解释了FFT算法的效率优势,以及它在实际应用中的重要性。让我印象深刻的是,作者在讲解采样和量化时,不仅强调了理论知识,还深入分析了实际工程中可能遇到的问题,例如采样率的选择、量化误差的分析以及如何通过过采样和噪声整形等技术来提高信号的质量。书中对各种滤波器的设计方法也进行了详尽的介绍,包括FIR滤波器和IIR滤波器,并对比了它们的优缺点以及适用场景。通过对书中案例的学习,我能够将这些理论知识应用于更复杂的通信场景,例如OFDM系统中的信号调制解调,或者在无线通信中进行信道均衡。这本书的另一大亮点在于其对信号处理在现代技术中的广泛应用的阐述,从多媒体处理到生物医学工程,都展现了数字信号处理的强大力量。阅读这本书的过程,我不仅巩固了已有的知识,还学到了许多新的概念和技术,为我未来的研究工作打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现,对于我这个在嵌入式系统和物联网领域摸爬滚打多年的工程师来说,无疑是一场及时雨。我常常需要在资源受限的微控制器上处理各种传感器采集到的数字信号,而之前对此领域的理解大多是碎片化的,缺乏系统性的理论支撑。《数字信号处理及应用》恰恰填补了这一空白。书中对于信号的基本特性,如幅度、频率、相位等的描述,都非常直观,并且很快就引出了离散信号的概念,这对于理解数字世界至关重要。我尤其欣赏书中对数字滤波器设计部分的讲解,它详细介绍了多种滤波器设计方法,如窗函数法、频率采样法等,并且提供了不同类型滤波器的性能对比,这对于我选择最适合嵌入式应用的滤波器至关重要。我曾遇到一个实际问题,需要在低功耗环境下对一个快速变化的传感器信号进行平滑处理,以去除高频噪声。通过学习书中关于低通滤波器设计的章节,我不仅理解了如何根据采样率和截止频率来设计滤波器,还学习了如何在有限的计算资源下实现高效的滤波器算法,例如使用移位和累加的方式来代替乘法运算,极大地提高了计算效率。此外,书中对Z变换和离散卷积的讲解,也帮助我更好地理解了数字系统的工作原理,以及如何分析系统的稳定性和频率响应。这本书为我提供了解决实际工程问题的有力工具,让我能够更自信地应对各种复杂的数字信号处理任务。

评分☆☆☆☆☆

这本书如同一扇通往奇妙数字世界的窗户,让我得以窥探那些看似神秘的信号是如何被精准捕捉、分析和转化的。我一直对那些隐藏在音频、视频甚至医疗影像背后的数学原理充满好奇,而《数字信号处理及应用》恰好满足了这份求知欲。书中并没有简单地罗列枯燥的公式,而是用一种循序渐进的方式,从最基础的离散时间信号概念讲起,逐步深入到傅里叶变换、Z变换等核心理论。让我印象深刻的是,作者并没有止步于理论的讲解,而是非常注重实际应用,穿插了大量与通信、图像处理、语音识别等领域相关的案例。例如,在讲解滤波器设计时,书中不仅介绍了各种滤波器(如低通、高通、带通)的数学模型,还详细阐述了它们在音频降噪、音频均衡器等场景下的具体应用,甚至给出了实现这些功能的关键代码片段。这种理论与实践紧密结合的方式,让我感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在掌握一门实用的技术。我尤其喜欢书中对傅里叶变换的解释,它将复杂的数学工具转化为一种强大的视角,让我能够理解信号的频率成分,这对于很多信号分析任务至关重要。书中也对采样定理进行了深入的探讨,帮助我理解了模拟信号数字化过程中信息丢失的本质以及如何避免混叠失真。整体而言,这本书为我打开了数字信号处理的大门,让我对这个领域产生了浓厚的兴趣,并渴望进一步探索其更深层次的奥秘。

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