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出版者:第1版 (2006年1月1日)

作者:肖燕彩

出品人:

页数:128

译者:

出版时间:2005-1

价格:13.0

装帧:平装

isbn号码:9787810822435

丛书系列:

图书标签:

• MATLAB
• 编程
• MATLAB
• 数值计算
• 科学计算
• 工程计算
• 算法
• 编程入门
• 数学建模
• 仿真
• 数据分析
• 教程

《信号处理的艺术与科学》 本书深入剖析了信号处理这一关键技术，从理论基础到实际应用，力求为读者构建一个全面而深刻的认知框架。我们不仅仅停留在枯燥的公式推导，而是通过生动形象的案例，将抽象的数学概念转化为可理解的工程实践。 内容梗概： 第一部分：信号世界的基石 信号的本质与分类： 介绍连续时间信号与离散时间信号的定义、特性及其相互转化。我们将探讨周期信号、非周期信号、能量信号、功率信号等基本概念，理解它们在不同场景下的意义。 傅里叶分析的魔力： 深入讲解傅里叶级数和傅里叶变换，揭示信号在频域的另一面。您将学习如何通过频谱分析来理解信号的频率成分，掌握傅里叶变换在信号分解、滤波和系统分析中的核心作用。 卷积：系统响应的密码： 详细阐述卷积运算的数学原理及其在信号系统中的重要性。我们将通过图示和实例，帮助读者理解卷积如何描述线性时不变（LTI）系统对输入信号的响应，以及如何利用它来预测系统输出。 拉普拉斯变换与Z变换： 介绍用于分析连续时间系统和离散时间系统的强大工具——拉普拉斯变换和Z变换。理解它们如何将微分方程转化为代数方程，简化系统分析和设计过程。 第二部分：离散信号的精妙处理 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 聚焦于实际计算中的DFT，并重点介绍高效的FFT算法。您将学习如何在计算机上实现频谱分析，理解FFT的加速原理及其在数字信号处理中的广泛应用，例如音频、图像和通信领域。 数字滤波器设计： 深入探讨数字滤波器的工作原理，包括FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器。我们将详细讲解各种设计方法，如窗函数法、频率采样法、切比雪夫法等，并指导读者如何根据具体需求选择和设计滤波器，实现信号的去噪、整形等功能。 采样定理的意义： 详细阐述奈奎斯特-香农采样定理，解释为何需要适当的采样率来避免混叠，以及如何通过过采样和抗混叠滤波器来保证信号的重建精度。 离散卷积的实现： 讲解在离散系统中实现卷积的算法，以及如何利用FFT加速卷积运算。 第三部分：信号处理的高级进阶 随机信号与谱估计： 引入随机信号的概念，探讨其统计特性，如均值、方差、自相关函数和功率谱密度。我们将介绍多种谱估计方法，如周期图法、Welch法等，用于分析含有噪声的信号。 自适应信号处理： 介绍自适应滤波器，如LMS（最小均方）算法和RLS（递归最小二乘）算法。理解自适应滤波器如何根据输入信号的统计特性自动调整其参数，广泛应用于噪声消除、回声消除和信道均衡等领域。 小波分析的崭新视角： 探索小波变换，一种能够同时提供时间和频率信息的强大工具。我们将介绍不同类型的小波，以及小波分析在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面的优势。 多速率信号处理： 讲解信号的升采样和降采样技术，以及它们在数字通信、音频处理等领域的应用。 第四部分：信号处理的应用实践 数字通信系统中的信号处理： 探讨数字调制解调、信道编码解码、均衡技术等在通信系统中的核心作用。 音频信号处理： 涵盖音频压缩、语音识别、音乐合成、音频效果处理等。 图像和视频信号处理： 介绍图像滤波、边缘检测、特征提取、图像压缩、视频分析等。 生物医学信号处理： 探讨心电图（ECG）、脑电图（EEG）等信号的分析与处理。 雷达与声纳信号处理： 介绍目标检测、距离和速度估计等。 本书特色： 理论与实践并重： 每一章节都力求在严谨的理论推导后，通过具体的实例和算法流程，展示其在实际工程中的应用。 可视化教学： 大量运用图表、波形和频谱图，直观地展示信号的变换和处理过程，帮助读者建立感性认识。 循序渐进的难度： 从基础概念逐步深入到高级主题，适合初学者和有一定基础的读者。 前沿技术的引入： 涵盖了小波分析、自适应滤波等当前信号处理领域的重要技术。 问题导向的讲解： 针对信号处理中常见的挑战和问题，提供相应的解决方案和分析方法。 无论您是电子工程、通信工程、计算机科学、自动化专业的学生，还是从事相关领域的研究人员和工程师，本书都将是您理解和掌握信号处理技术的宝贵资源。通过阅读本书，您将能够洞察信号的奥秘，掌握处理信号的强大工具，从而在您的专业领域创造更大的价值。

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老实说，我更看重的是一本技术书籍的“厚度”——不是指篇幅，而是指其内容能够承载的专业深度。这本书在这方面表现出色。它不仅仅是 MATLAB 编程的入门手册，更像是一本关于“科学计算思维”的培养指南。作者对于数据结构和算法在 MATLAB 中的实现效率有独到的见解，比如如何高效地管理大型数据集，如何利用 MATLAB 的并行计算工具箱来加速耗时任务。这些内容显然是面向有一定基础，希望进一步深造的读者设计的。书中的语言风格虽然严谨，但绝不枯燥，常常在关键节点插入一些历史背景或者领域知识，让学习过程充满了探索的乐趣。对于希望把 MATLAB 从一个简单的计算器提升为专业分析平台的用户来说，这本书提供的视野是无价的。

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拿到这本厚厚的书时，我其实是抱着一丝怀疑的，毕竟市面上 MATLAB 的教材太多了，很多都是对官方文档的简单翻译和重组。然而，这本书真正打动我的是它对“高级应用”的覆盖广度和深度。它没有止步于基础的绘图和矩阵操作，而是花了大量篇幅探讨了优化算法、信号处理的初步应用，甚至还涉及到 Simulink 的入门应用，这对于我这种希望将 MATLAB 作为科研工具的人来说，简直是意外的惊喜。作者在介绍这些高级模块时，并没有采取“开药方式”的教学，而是带着读者一步步推导出核心公式，再结合代码实现，这使得我们不仅知道“怎么做”，更理解了“为什么这么做”。这种对底层逻辑的深挖，极大地提升了我解决复杂问题的能力，让我不再满足于仅仅调用现成的工具箱函数，而是能够根据需求进行二次开发和定制。

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这本书的讲解风格真是让人耳目一新，它没有那种老掉牙的教科书腔调，而是像一位经验丰富的老师在旁边手把手地教你。书中对基础概念的阐述深入浅出，即便是初学者也能很快抓住重点。特别是那些涉及到矩阵运算和数值分析的部分，作者巧妙地用日常例子来类比，使得抽象的数学概念瞬间变得具体起来。我印象最深的是关于M-文件编程那一章节，它不仅仅是罗列函数的使用方法，更侧重于如何构建高效、可读性强的代码结构，提供了大量工程实践中的“最佳实践”。对于我这种需要快速上手做项目的人来说，这种注重实操的指导价值连城。而且，书中的配图和流程图设计得非常精妙，往往一张图就能胜过冗长的文字描述，极大地提高了我的阅读效率和对算法流程的理解速度。这本书绝对是那种可以放在手边，随时翻阅查找实用技巧的“工具书”，而不是束之高阁的理论堆砌。

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这本书的阅读体验，说实话，有点像在解一个精心设置的谜题。它的章节安排逻辑性极强，前置知识点总是恰到好处地为后续更复杂的课题铺垫。我特别欣赏作者在处理“陷阱”问题时的细心。比如，在涉及到浮点数精度和循环性能优化时，书中会明确指出新手常犯的错误，并给出专业的规避建议，这些经验之谈，是你在其他教程中很难找到的。它没有回避 MATLAB 语言本身的局限性，而是坦诚地探讨了如何通过向量化操作来绕过这些限制，这展现了作者深厚的工程背景。此外，书后的案例分析部分简直是神来之笔，每一个案例都选取得非常典型且具有代表性，从理论到实践的过渡自然流畅，让我感觉自己不是在学习一门软件，而是在学习一门解决实际工程难题的方法论。

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我花了很长时间在不同的教材之间徘徊，直到遇到了这本。它最吸引我的地方在于其极强的“可操作性”和“自洽性”。书中所有的代码示例都经过了严格的测试，并且保证可以在当前主流版本的 MATLAB 环境下完美运行，这为我省去了大量调试时间。更值得称道的是，作者在讲解每一个新概念时，都会将其与之前学过的知识点进行关联，形成一个完整的知识网络，而不是零散的知识点集合。这种网状的知识结构，使得我的理解更加系统和牢固。特别是对于那些涉及到图形用户界面（GUI）开发的讲解，它不仅教授了控件的使用，更强调了事件驱动编程的思想，这对于构建交互式的科学计算应用至关重要。这本书的价值，在于它成功地搭建了一座从基础语法到工程应用的坚固桥梁。

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MATLAB 入门第一本书。“轻量级”，当然也内容也比较简单了。

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