數(shù)字信號處理

前言

　　隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新的信號處理的理論和技術(shù)不斷涌現(xiàn)。信息科學(xué)與技術(shù)研究的核心內(nèi)容主要是信號的獲取、傳輸和處理、識別及綜合等。信號是信息的載體，系統(tǒng)是信息處理的手段。因此，作為研究信號和系統(tǒng)的基本理論與方法的數(shù)字信號處理教材，應(yīng)跟蹤信息技術(shù)發(fā)展趨勢，積極吸收國內(nèi)外教研成果。為此，編者在研究國內(nèi)外最新同類教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)歷，重新組織和編寫了本教材，使它具有以下幾個方面的特色：　　在教材的觀念上，體現(xiàn)教材不僅是人類知識的載體，也是人類思維方法和認(rèn)知過程的載體。教材的體系結(jié)構(gòu)循序漸進(jìn)，教材的內(nèi)容深入淺出，符合認(rèn)知規(guī)律。努力實現(xiàn)在教材學(xué)習(xí)的過程中，既能夠獲取有效的知識，又能夠鍛煉和提高自主學(xué)習(xí)能力?！　≡诮滩牡捏w系上，正確處理局部與整體的辯證關(guān)系。根據(jù)電氣信息學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)課程“路、場、信號處理”的知識體系，確立信號處理系列課程的體系，以信號分析為基礎(chǔ)、系統(tǒng)分析為橋梁、處理技術(shù)為手段，突出理論和方法中所蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)概念、物理概念和工程概念，實現(xiàn)原理、方法和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合?！　≡诮滩膬?nèi)容上，體現(xiàn)經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合、基本理論與工程技術(shù)相結(jié)合、解析方法與計算機(jī)輔助方法相結(jié)合的特點。在介紹經(jīng)典的理論與方法的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入現(xiàn)代信號處理的理論與方法，體現(xiàn)基礎(chǔ)性、時代性和先進(jìn)性，如較系統(tǒng)地介紹了信號處理的多速率分析：信號的時頻分析及小波分析等新內(nèi)容。數(shù)字信號處理是技術(shù)性很強(qiáng)的課程，本書引入MATLAB仿真分析軟件的介紹，突出信號處理理論的技術(shù)應(yīng)用，如在信號譜分析、濾波器設(shè)計、信號的時頻分析及應(yīng)用等內(nèi)容中，都利用MATLAB實現(xiàn)其工程應(yīng)用?！　”窘滩挠?001年被評為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材，2003年列入高等教育出版社“高等教育百門精品課程教材建設(shè)計劃”精品項目，同時也是北京交通大學(xué)國家工科基礎(chǔ)課程電工電子教學(xué)基地的系列教材之一。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字信號處理》是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材，2003年被列入高等教育出版社“高等教育百門精品課程教材建設(shè)計劃”精品項目。《數(shù)字信號處理》介紹了數(shù)字信號處理的基本原理、基本分析方法和處理技術(shù)，簡要介紹了離散時間信號與系統(tǒng)的時域、頻域和z域分析的基礎(chǔ)理論，重點介紹了離散傅里葉變換的原理及其快速算法FFT在信號處理中的應(yīng)用，并深入討論了IIR和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計。《數(shù)字信號處理》在介紹隨機(jī)信號經(jīng)典功率譜估計的基礎(chǔ)上，較全面地討論了現(xiàn)代功率譜估計，并根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展，較系統(tǒng)地介紹了多速率信號處理以及信號的時頻分析?！　　稊?shù)字信號處理》內(nèi)容豐富，強(qiáng)調(diào)基本理論、基本概念和基本方法，注重內(nèi)容的時代性和前沿性，將計算機(jī)仿真工具M(jìn)ATLAB與教材內(nèi)容緊密結(jié)合，增加設(shè)計性、綜合性和工程性的例題及習(xí)題，充分體現(xiàn)了經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合，基本理論與工程技術(shù)相結(jié)合，解析方法與計算機(jī)輔助分析相結(jié)合。全書敘述深入淺出，條理清楚，概念清晰?！　　稊?shù)字信號處理》可作為高等學(xué)校工科電子信息工程、通信工程、自動化、電子科學(xué)技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、生物醫(yī)學(xué)工程及理科電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為“數(shù)字信號處理”課程教材使用，也可供有關(guān)領(lǐng)域的科技工作者自學(xué)參考。

作者簡介

　　陳后金教授，工學(xué)博士，博士生導(dǎo)師，國家電工電子教學(xué)基地主任。北京市教學(xué)名師，全國優(yōu)秀教師，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才，教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會委員。主要研究方向為數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理等，在美國RICE大學(xué)、TEXAS大學(xué)研修信號處理多年。長期主講本科生“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”等必修課程、以及研究生“近代數(shù)字信號處理”學(xué)位課程。主持建設(shè)的“信號與系統(tǒng)”課程被評為首批國家精品課程。主編出版了北京高等教育精品教材《信號與系統(tǒng)》、高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《數(shù)字信號處理》、教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會立項教材《信號分析與處理實驗》等7本教材。主持或承擔(dān)國家級和省部級以上科研項目15項，發(fā)表科研論文40多篇。主持國家級和省部級教研項目9項，發(fā)表教研論文10余篇。獲得全國高等院校青年教師霍英東教學(xué)獎、北京市優(yōu)秀教學(xué)成果獎2項、省部級科技進(jìn)步獎2項

書籍目錄

第1章　離散信號與系統(tǒng)分析基礎(chǔ)1.1　離散時間信號1.2　離散時間系統(tǒng)1.3　離散時間信號的頻域分析1.4　離散系統(tǒng)的頻域分析1.5　雙邊z變換1.6　系統(tǒng)函數(shù)1.7　全通濾波器與最小相位系統(tǒng)1.8　信號的抽樣1.9　離散信號和系統(tǒng)分析的MATLAB實現(xiàn)1.10　習(xí)題2章　離散傅里葉變換2.1　有限長序列的傅里葉分析2.2　離散傅里葉變換的性質(zhì)2.3　離散傅里葉變換與Z變換的關(guān)系2.4　利用DFT計算線性卷積2.5　利用DFT分析連續(xù)非周期信號的頻譜2.6　利用MATLAB實現(xiàn)信號DFT的計算2.7　習(xí)題第3章　離散傅里葉變換快速算法3.1　基2時間抽取FFT算法3.2　基2頻率抽取FFT算法3.3　實序列的DFT計算3.4　IDF的快速計算方法3.5　基4-FFT算法3.6　線性調(diào)頻z變換算法3.7　習(xí)題第4章　IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計4.1　模擬低通濾波器設(shè)計4.2　模擬域頻率變換4.3　脈沖響應(yīng)不變法4.4　雙線性變換法4.5　用MATLAB實現(xiàn)濾波器設(shè)計4.6　習(xí)題第5章　FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計5.1　線性相位FIR濾波器的特性5.2　窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器5.3　頻率取樣法設(shè)計線性相位FIR濾波器5.4　線性相位FIR濾波器的優(yōu)化設(shè)計5.5　利用MATLAB實現(xiàn)FIr濾波器設(shè)計5.6　習(xí)題第6章　功率譜估計6.1　隨機(jī)信號的特征描述6.2　平穩(wěn)隨機(jī)序列通過LTI離散時間系統(tǒng)6.3　經(jīng)典功率譜估計6.4　現(xiàn)代譜估計6.5　隨機(jī)信號功率譜估計的MATLAB實現(xiàn)6.6　習(xí)題第7章　數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)7.1　IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)7.2　FIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)7.3　格型結(jié)構(gòu)7.4　數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)的MATLAB實現(xiàn)7.5　有限字長效應(yīng)7.6　習(xí)題第8章　多速率信號處理基礎(chǔ)8.1　多速率系統(tǒng)中的基本單元8.2　抽取濾波器和內(nèi)插濾波器8.3　多相分解8.4　半帶濾波器8.5　兩通道濾波器組8.6　習(xí)題第9章　信號時頻分析與小波分析9.1　短時傅里葉變換9.2　小波展開與小波變換9.3　小波變換與多分辨分析9.4　小波變換與濾波器組9.5　基于小波的信號處理與應(yīng)用9.6　利用MATLAB實現(xiàn)信號小波分析部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

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