《数字信号处理》学习指导

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页数:129
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出版时间:2008-6
价格:12.00元
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isbn号码:9787560620220
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  • DSP
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  • 算法
  • 通信
  • 图像处理
  • 滤波
  • 傅里叶变换
  • 学习指南
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具体描述

《21世纪高等学校电子信息类规划教材•〈数字信号处理〉学习指导》是配合陆光华教授等撰写的《数字信号处理》教材的学习指导书。《21世纪高等学校电子信息类规划教材•〈数字信号处理〉学习指导》除第8章外,每个章节均以学习要点、典型例题、习题解答为主线展开。书中介绍了时域离散时间信号与系统的数学模型,线性卷积的概念,序列的傅里叶变换与X变换,离散傅里叶变换,快速完成离散傅里叶变换的FFT算法,数字滤波器的设计方法,以及实现FIR、IIR数字滤波器的基本结构。为拓展学生的视野,还介绍了离散希尔伯特变换和基于DSP的数字信号处理实际系统的有关内容。

通过学习《21世纪高等学校电子信息类规划教材•〈数字信号处理〉学习指导》,读者可加深对数字信号处理基本概念和主要理论的理解,提高分析问题和解决问题的能力。

《数字信号处理》学习指导:面向工程实践的系统化路径 图书名称: 《数字信号处理》学习指导 内容简介: 本书旨在为学习和掌握数字信号处理(DSP)的工程技术人员、高校学生以及相关领域的研究人员提供一套全面、系统且高度注重工程实践的学习路径与参考指南。本书的核心目标并非重复性地阐述DSP的理论定义,而是聚焦于如何高效地理解、应用和解决现实世界中遇到的信号处理难题。 本书的结构设计充分考虑了学习者从基础概念入门到掌握复杂算法应用的认知曲线。我们假设读者已经具备一定的微积分、线性代数和基础电子学知识,因此,本书将迅速切入DSP的核心工具与方法论。 第一部分:基础理论的工程化重构 在基础理论部分,我们不会停留在抽象的数学推导上,而是通过大量工程实例来阐释理论的物理意义和计算模型。 1. 离散时间信号与系统: 重点解析采样定理(Nyquist-Shannon)的实际工程约束,如混叠(Aliasing)的量化处理与抗混叠滤波器的设计考量。系统分析部分,将深入探讨线性时不变(LTI)系统的冲激响应和频率响应在实际应用中的局限性,例如,如何通过系统特性预判滤波器的瞬态响应和稳态误差。 2. 离散傅里叶变换(DFT)与快速傅里叶变换(FFT): FFT不仅仅是一种算法,更是一种强大的分析工具。本书将详细剖析FFT在不同数据长度、窗函数选择(如汉宁窗、海明窗)和频谱泄漏(Spectral Leakage)缓解策略中的工程权衡。我们提供实用的查表指导,帮助读者快速确定合适的FFT点数以满足特定频率分辨率要求。 3. Z变换: Z变换在此被视为复平面上的系统稳定性分析工具。我们将侧重于讲解如何利用Z平面上的极点(Poles)和零点(Zeros)分布来直观理解和设计IIR滤波器,而非仅仅停留在代数运算层面。 第二部分:数字滤波器设计——从理论到实现 滤波器是DSP技术中最核心的应用。本书将数字滤波器设计分为两大主线:无限脉冲响应(IIR)和有限脉冲响应(FIR)。 1. FIR 滤波器设计: 深入讲解窗函数法(Windowing Method)的参数选择,特别是如何根据阻带衰减和过渡带宽度来反向推导所需的窗函数长度。同时,会详细介绍频率采样法(Frequency Sampling Method)及其在多通带或特定波形整形中的应用。 2. IIR 滤波器设计: 本部分重点在于将经典的模拟滤波器设计(如巴特沃斯、切比雪夫)转化为数字域的实现。详细介绍双线性变换(Bilinear Transformation)的映射特性、预畸变(Pre-warping)的必要性,以及如何处理由此带来的频率压缩效应,确保数字滤波器在目标频率范围内的性能一致性。 3. 滤波器性能评估与实现: 强调在硬件或软件实现过程中,量化噪声、溢出风险和运算复杂度(MAC操作次数)的评估。提供指导性步骤,教读者如何根据目标平台(如微控制器、FPGA)的资源限制来优化滤波器结构(如级联、并行结构的选择)。 第三部分:自适应滤波与现代算法 此部分面向需要处理时变或未知特性信号的工程师,是本书区分于入门级教材的关键。 1. 谱估计: 区分参数化(Parametric)和非参数化(Non-parametric)方法。重点解析如何利用周期图法、韦尔奇法(Welch's Method)来有效降低噪声对功率谱估计的干扰。对于更先进的方法,如最大熵谱估计(MEM)和多窗口法(MTM),本书将侧重于它们的适用场景和参数选择对估计分辨率的影响。 2. 线性预测编码(LPC)与语音处理基础: 探讨LPC在数据压缩和信道编码中的地位,并简要介绍如何利用Levin-Durbin算法的迭代特性进行高效求解。 3. 自适应滤波理论与应用: 这是本书的亮点之一。重点剖析最小均方误差(LMS)算法的工作原理,包括步长(Step Size)的选择对收敛速度和稳态误差的制约关系。提供自适应均衡器、噪声消除器(Noise Canceller)的系统框图和调试指南,帮助读者理解LMS算法在动态环境中的鲁棒性测试方法。 第四部分:DSP系统实现与硬件考量 理论必须落地。本部分关注DSP算法转化为实际可运行代码和硬件部署的关键环节。 1. 有限字长效应分析: 这是嵌入式DSP实现中至关重要的环节。详细分析定点运算中的溢出(Overflow)和截断(Truncation)误差在乘法累加(MAC)单元中的累积机制。提供量化误差预算的制定方法,指导读者如何根据目标位宽(如16位、32位)合理安排运算顺序以最小化噪声。 2. 软件与硬件协同设计视角: 介绍数字信号处理器(DSP芯片)与通用微处理器(MCU)在处理实时信号流上的架构差异。强调在软件实现中,如何利用指令集并行性(如MAC指令优化)和流水线技术来提高运算效率,以满足严格的实时性要求。 总结与学习策略: 本书不提供标准答案式的习题解析,而是提供“故障排除清单”和“设计陷阱警示”。每一章末尾都附带工程案例分析(如音频降噪、传感器数据滤波),引导读者将所学知识应用于具体的系统设计挑战中。学习者应将本书视为一份实用的“工具箱手册”,通过动手实践和仿真验证,逐步内化数字信号处理的工程思维。本书的深度和广度旨在确保读者不仅“知道”DSP是什么,更能“做到”如何高效地构建一个数字信号处理系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的外观设计,虽然不是最华丽的那种,但却有一种沉静而内敛的气质,这让我觉得它更专注于内容本身,而非浮于表面的包装。拿到书的那一刻,我脑子里闪过的第一个念头是:“终于找到了一本真正懂我的书。” 我是一名在大数据领域工作的工程师,虽然日常工作涉及大量的数据分析和算法应用,但对于底层的数字信号处理理论,我一直感觉是个薄弱环节。很多时候,我们在直接调用现成的库函数,或者使用高级API,但一旦遇到性能瓶颈,或者需要定制化优化时,就会发现自己对信号的本质,对滤波器的设计原理,对傅里叶变换的深层含义都知之甚少。这种知识的缺失,让我感觉自己像一个只会组装零件的工人,而不是一个真正能够理解机器运转逻辑的工程师。我曾经尝试过阅读一些经典的数字信号处理教材,但那些书往往是面向学术研究的,内容过于庞大和理论化,对于我这种需要快速掌握实用技能的工程师来说,阅读起来负担很重,而且很多内容与我的实际工作联系不够紧密。我需要的是一本能够帮助我快速梳理知识脉络,将抽象的理论与实际工程问题相结合的书籍。我希望这本书能够像一个导航仪,为我指明方向,让我能够高效地学习和掌握数字信号处理的关键技术,并将这些知识应用到我的实际工作中,解决我面临的实际问题。

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我是一名通信工程专业的学生,在学习过程中,我发现数字信号处理是通信工程中不可或缺的核心基础。从调制解调到信道编码,从滤波到采样,几乎每一个环节都离不开信号处理的理论和技术。然而,我对这门学科的理解一直处于一种“知其然,不知其所以然”的状态。很多公式推导过程非常繁琐,概念也比较抽象,我常常在理论学习和实际应用之间感到迷失。我非常需要一本能够帮助我建立起清晰的知识体系,并且能够将理论与实际通信系统中的应用相结合的书籍。我希望这本书能够像一位经验丰富的通信工程师,不仅讲解数字信号处理的数学原理,更能通过通信系统的实例,来展示这些原理是如何被应用的。我希望它能让我理解,为什么需要进行采样和量化,为什么需要设计各种滤波器来抑制噪声和干扰,为什么傅里叶变换能够帮助我们分析信号的频率成分,以及这些技术如何共同作用,确保通信的可靠性和高效性。我希望这本书能够成为我学习通信工程过程中的一个得力助手,帮助我更好地理解和掌握这门课程,为我未来的职业发展打下坚实的基础。

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我是一个对物理现象有着强烈好奇心的爱好者,尤其是那些可以用数学来描述的、能够体现在我们日常生活中的那些。我经常会思考,为什么手机里的麦克风能够清晰地捕捉我的声音,为什么降噪耳机能够神奇地过滤掉周围的噪音,为什么音乐播放器能够实现如此逼真的音效。这些现象背后,都隐藏着数字信号处理的奥秘。然而,我并非科班出身,接触到的关于信号处理的书籍,要么是晦涩难懂的学术论文,要么是过于简化的科普读物,很难找到一本能够兼顾科学严谨性和趣味性的桥梁。我渴望找到一本能够用清晰易懂的语言,配合丰富的图示和案例,来解释这些看似复杂的概念的书籍。我希望这本书能够让我从“知其然”到“知其所以然”,能够理解傅里叶变换是如何将声音分解成不同频率的成分,理解滤波器是如何选择性地保留或去除某些频率的信号,理解采样和量化是如何将连续的模拟信号转化为计算机能够处理的数字信号。我希望这本书能够像一本“生活中的科学”手册,让我能够通过数字信号处理的视角,去重新认识和理解我们周围的世界,发现其中隐藏的数学之美和工程智慧。

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说实话,我拿到这本书的时候,心里其实是带着一丝“试试看”的心态。我是一名在嵌入式系统领域工作的工程师,日常工作中经常需要处理各种传感器数据,比如音频、视频、加速度计、陀螺仪等等。这些原始的传感器数据往往是离散的、带有噪声的,需要经过一系列的数字信号处理才能提取出有用的信息,比如目标检测、特征提取、运动姿态估计等等。我之前也接触过一些数字信号处理的教材,但很多教材的数学推导过程非常复杂,而且缺乏针对嵌入式系统应用的实例,读起来感觉有些“高高在上”,与我实际的工作场景联系不那么紧密。我需要的不仅仅是理论知识,更需要知道如何在资源有限的嵌入式平台上实现这些算法,如何进行优化,以及如何处理实际工程中遇到的各种问题。我希望这本书能够像一个经验丰富的导师,不仅讲解理论,更能给出实用的建议和代码示例,让我能够快速将学到的知识应用到我的项目中。我希望它能帮助我理清处理不同类型传感器数据的常用方法,理解各种滤波器的适用场景,以及掌握一些常用的变换域分析技术,并且能够给我一些关于如何选择合适的算法、如何进行性能评估和优化的指导。

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当我对数字信号处理产生兴趣时,我首先想到的是它在音频处理领域的应用。我是一名音乐爱好者,也是一个业余的音频工程师,我希望能够更深入地了解混响、均衡、压缩等效果是如何实现的,以及如何利用这些技术来改善我的音乐作品。然而,我发现市面上很多关于音频处理的书籍,往往直接跳过了一些关键的数字信号处理基础,直接讲解应用。这让我感到困惑,就像一个厨师知道如何烹饪一道菜,却不知道食材的化学成分和烹饪的物理原理一样。我迫切需要一本能够为我打下坚实理论基础的书籍,能够让我理解音频信号的采样、量化、频谱分析等基本概念,理解各种滤波器(如低通、高通、带通)的原理和设计方法,以及理解傅里叶变换等核心工具在音频处理中的作用。我希望这本书能够像一个专业的音乐制作人,不仅教我如何使用各种效果器,更能让我理解这些效果器背后的数学原理和信号处理的逻辑。我希望它能够帮助我从根本上提升我对音频信号的理解能力,让我能够更自信、更有创意地进行音频制作。

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我在图像处理领域工作,日常需要处理大量的图像数据,例如图像增强、特征提取、图像识别等。在这些过程中,我发现很多底层算法都依赖于数字信号处理的基础理论。例如,图像的滤波(如高斯滤波、Sobel算子)可以看作是二维信号的滤波,而傅里叶变换在图像的频率分析和去噪方面也扮演着重要角色。然而,我对这些理论的理解一直有些片面,往往只关注具体的算法实现,而对背后的数学原理了解不够深入。这让我感觉自己像是只能操作工具,却无法理解工具的本质。我渴望找到一本能够帮助我系统地学习和理解数字信号处理在图像处理中应用的教材。我希望这本书能够清晰地解释二维信号处理的概念,以及如何将一维信号处理的理论推广到二维。我希望它能够详细讲解各种滤波器在图像中的作用,以及傅里叶变换如何用于分析图像的频率特性。更重要的是,我希望它能够提供一些实际的图像处理案例,展示如何运用这些数字信号处理技术来解决实际问题,让我能够将理论知识转化为解决实际问题的能力。

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这本书,我拿到手里的时候,其实内心是有点忐忑的。毕竟“数字信号处理”这个名字本身就透着一股学术的严肃和深邃,我一直以为这是那种高高在上的理论书籍,读起来估计会像嚼蜡一样,枯燥乏味,甚至让人望而却步。我是一名普通的工科学生,虽然接触过一些基础的信号理论,但总觉得那只是冰山一角,很多概念理解起来模模糊糊,做起实验来更是手忙脚乱。平时学习,遇到难点,翻开教科书,里面的公式推导和定理证明常常让我头晕目眩,更别说要去融会贯通,实际应用了。我曾经尝试过几本不同的数字信号处理教材,但都因为内容过于抽象,缺乏直观的解释和实际的案例,很快就失去了兴趣。我需要的不仅仅是理论知识的罗列,更重要的是一种能够引导我理解、掌握这些知识的方法和思路。我希望能找到一本能够真正“点亮”我思维的书,让我看到数字信号处理的魅力所在,而不是仅仅把它当成一门需要死记硬背的课程。我一直在寻找一个能够帮助我跨越理论与实践鸿沟的桥梁,一个能让我从“为什么”到“怎么做”都清晰明了的学习伙伴。这本《数字信号处理》学习指导,从书名上看,似乎正是我期盼已久的那一本,它承诺的“学习指导”四个字,给了我莫大的希望,让我相信这不仅仅是一本简单的教科书,而是一份为我量身打造的学习攻略,一份能够带领我闯过数字信号处理这座巍峨山峰的指南。

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我是一名在人工智能领域工作的初级研究员,在接触深度学习模型之前,对信号处理的了解仅限于一些基础概念。然而,在工作中,我发现很多底层的算法和模型,例如卷积神经网络中的卷积操作,以及音频和图像处理中的一些预处理步骤,都离不开数字信号处理的基础理论。我对这些理论的模糊理解,就像在建造一座摩天大楼时,地基不够牢固,这让我感到不安。我曾经尝试过翻阅一些信号处理的教科书,但那些书往往内容非常系统和深入,对于我这种时间有限,且需要快速掌握核心知识的学习者来说,显得有些过于庞杂。我迫切需要一本能够将核心概念提炼出来,并且能够通过生动形象的比喻和实例来解释这些抽象原理的书籍。我希望这本书能够成为我学习路上的“领路人”,帮助我快速建立起对数字信号处理的整体认知,理解其在人工智能领域的应用,并且能够指导我如何去深入学习相关的算法和技术。我希望它能让我不再对那些复杂的公式和理论感到畏惧,而是能够以一种更积极、更主动的心态去探索和学习,最终能够将这些知识融会贯通,应用到我的研究工作中。

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说实话,一开始我对这本书并没有抱有太大的期待,毕竟市面上关于数字信号处理的书籍实在太多了,大多数内容大同小异,要么过于理论化,要么过于浅显,很难找到一本既能深入讲解原理,又能贴合实际应用的。我是一名在校研究生,正在进行与信号处理相关的课题研究,经常会遇到一些棘手的理论问题和算法实现上的困难。我需要的不仅仅是公式的罗列,更需要对这些公式背后原理的深刻洞察,以及如何将这些理论转化为可行的工程方案。我曾经尝试过阅读一些经典的数字信号处理教材,虽然它们内容严谨,但往往缺乏系统性的学习路径和大量的实例支撑,读起来费时费力,而且效果并不理想。有时候,一个概念在书中被反复提及,但始终无法建立起清晰的认知,这让我感到非常沮丧。我渴望找到一本能够帮助我理清思路,建立起完整的知识体系的书籍,能够从宏观上把握整个数字信号处理领域,又能深入细节,解答我实际操作中的困惑。当我看到《数字信号处理》学习指导这本书时,我被它“学习指导”这个定位所吸引。我猜测它可能不仅仅是知识的搬运工,更会是一种学习方法的传授,一种解题思路的启发,一种将复杂概念简单化的艺术。我希望它能像一位经验丰富的老师,循循善诱,带领我一步步深入数字信号处理的世界,而不是让我独自摸索,迷失在概念的迷宫中。

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作为一个对科学探索充满热情的人,我对“信号”这个概念一直很好奇。我们生活在一个充满信号的世界里,从我们听到的声音,看到的图像,到我们使用的各种电子设备,无不与信号息息相关。而数字信号处理,就是将这些模拟的、连续的信号转化为计算机能够理解和处理的数字形式,并且进行各种操作的技术。我一直想深入了解这个过程的奥秘,但市面上很多相关书籍,要么过于学术化,充斥着复杂的数学公式,让我望而却步;要么过于简略,无法满足我对知识的深度需求。我希望找到一本能够像一位耐心的老师,用清晰的语言,生动的比喻,循序渐进地引导我进入数字信号处理的殿堂。我希望它能够解释清楚,为什么需要将模拟信号转换为数字信号,这个转换过程中涉及到哪些关键的技术,比如采样和量化。我希望它能让我理解,通过数字信号处理,我们能够实现哪些神奇的功能,比如去除噪声、压缩数据、增强信号等等。我希望这本书能够点燃我对科学探索的热情,让我能够以一种更深刻、更系统的视角去理解我们所处的世界。

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