数字信号处理学习指导与考研辅导

数字信号处理学习指导与考研辅导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:武汉理工大学出版社
作者:阙大顺
出品人:
页数:150
译者:
出版时间:2007-6
价格:19.00元
装帧:
isbn号码:9787562925606
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《数字信号处理学习指导与考研辅导》为本科数字信号处理课程的学习指导和考研辅导书。全书分为两大部分,共8章。前7章为数字信号处理课程经典内容的学习总结、基本要求、重点和难点学习指导、习题精解及MATLAB实现等,其中包括离散时间系统的时域分析、频域分析、z变换、离散傅里叶变换及其快速算法、数字滤波器的基本网络结构、IIR和FIR滤波器的设计理论和设计方法等。第8章为硕士研究生入学考试数字信号处理模拟试题及解答,给出了10套数字信号处理考研模拟试题及其详细解容。《数字信号处理学习指导与考研辅导》将保持更新考研模拟试题及其详细解答。

《数字信号处理学习指导与考研辅导》强调数字信号处理学习内容的指导、习题精解和考研辅导,全书论述简明,重点突出。《数字信号处理学习指导与考研辅导》可作为大学生本科有关专业的教材辅导,也可供考研及有关科研热闹参考。

深入解析:数字图像处理与计算机视觉 一、 绪论:数字时代的视觉信息革命 本书旨在为广大工程技术人员、高校师生以及对数字图像处理和计算机视觉技术感兴趣的读者,提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考著作。我们生活在一个被视觉信息主导的时代,从智能手机的拍照美化到自动驾驶汽车的实时环境感知,数字图像和视频已成为人机交互及信息获取的核心载物。然而,原始的图像数据往往包含噪声、失真或信息冗余,需要经过精密的数学和算法处理才能转化为有价值的知识。本书的起点,便是对这一基础领域进行系统性的梳理与剖析。 我们将首先阐述数字图像的本质——它如何从连续的光学信号转换为离散的像素矩阵,并介绍图像表示、采集和显示的基本原理。这部分内容奠定了后续所有高级算法的理论基础,强调了采样定理、量化误差以及常见图像文件格式(如JPEG, PNG, TIFF)的内部机制。理解这些基础,对于后续进行高效的图像预处理至关重要。 二、 图像基础处理:质量的提升与信息的初步提取 高质量的输入是成功处理的前提。本章聚焦于图像的“净化”与“增强”技术,这些是任何后续复杂分析步骤的必经之路。 2.1 图像增强技术:视觉优化 图像增强的目标是改善人眼对图像的感知质量,或为后续的机器识别提供更清晰的特征。我们将详细介绍空间域增强方法,如灰度变换(对数变换、幂律变换)用于调整对比度,以及直方图均衡化(包括自适应的CLAHE算法)如何重新分配像素强度,使图像细节更突出。 同时,频域增强技术也是重点。傅里叶变换是理解图像频域特性的关键工具。本书将深入讲解低通滤波(如理想低通、巴特沃斯低通、高斯低通)用于平滑图像、去除高频噪声,以及高通滤波(对应锐化操作)如何增强边缘细节。还会涉及非线性滤波器,特别是中值滤波在去除椒盐噪声方面的卓越性能。 2.2 图像恢复:对抗失真 图像恢复与增强的区别在于,恢复试图根据对降质过程的先验知识来估计原始图像。我们将系统讲解线性、非线性恢复模型,重点分析卷积模型中的点扩散函数(PSF)。对于周期性噪声和运动模糊,我们将展示如何利用频域的逆滤波和维纳滤波进行精确校正。 2.3 图像配准与融合 在多传感器或多时相图像分析中,图像配准(将不同图像中的对应点映射到同一空间)是基础步骤。本书将分类介绍基于特征点、基于灰度的配准方法,并讨论仿射变换、透视变换等几何变换模型。在此基础上,我们将探讨图像融合技术,如何将不同图像(如可见光与红外图像)的互补信息结合起来,生成更丰富、更具判读性的合成图像。 三、 图像分割:识别世界的边界 图像分割是将图像划分为具有特定意义的、互不重叠的区域的过程,是计算机视觉从“看图”到“理解图”的关键一步。 3.1 经典分割方法 我们将从最基础的阈值分割讲起,分析Otsu(大津法)等全局阈值方法的局限性,并深入探讨局部和自适应阈值技术。基于区域的分割方法,如区域生长法,将通过连通性分析实现自然区域的划分。 3.2 基于边缘和区域的结构化分割 边缘是图像的重要结构信息。我们将详细讲解梯度算子(Sobel, Prewitt, Roberts)的应用,并重点剖析Canny边缘检测算法的完整流程,包括高斯平滑、非极大值抑制和滞后阈值处理。对于更复杂的结构,我们将介绍分水岭算法(Watershed),分析其如何利用“拓扑学”思想进行区域划分,并讨论其过分割问题的解决方案。 3.3 现代分割范式 本书将触及基于活动轮廓模型(如Snake模型)的连续性分割方法,它们利用能量函数来引导曲线收敛到目标的边界。此外,考虑到深度学习在近年的统治地位,本书会提供对早期基于卷积神经网络(CNN)的语义分割框架(如FCN、U-Net的结构思想)的介绍,作为向更前沿技术过渡的桥梁。 四、 特征提取与描述:量化视觉信息 分割后的区域或原始图像中的关键结构需要被量化和描述,以便于后续的识别和匹配。 4.1 区域特征描述 对于分割出的区域,我们需要量化的属性包括形状、大小、纹理和紧凑度。我们将介绍矩不变量(Hu矩)、周长与面积比等几何描述符。对于纹理,将深入讲解基于灰度共生矩阵(GLCM)的统计特征(如对比度、能量、熵)在描述表面粗糙度方面的应用。 4.2 关键点检测与描述符 在不依赖精确分割的场景中(如目标跟踪或三维重建),局部特征点至关重要。本书将系统阐述 Harris 角点检测器的原理,随后重点讲解具有尺度不变性的特征点检测器和描述符,如SIFT(尺度不变特征变换)和SURF(加速稳健特征)。我们将剖析这些算法如何通过构建斑点检测金字塔、计算梯度方向直方图来实现对尺度和旋转的鲁棒性。 五、 图像变换与几何形态处理 图像的几何变换是进行校正、拼接和三维重建的基础。 5.1 空间域几何变换 我们将细致讲解二维空间变换的矩阵表示,包括平移、旋转、缩放、剪切,以及它们如何组合成更复杂的仿射变换和透视变换。重点讨论如何使用重采样技术(最近邻插值、双线性插值、双三次插值)来处理坐标映射过程中的像素值估计问题。 5.2 形态学处理:形状的骨架 形态学操作基于集合论,特别适用于二值图像的结构分析。我们将详细介绍膨胀(填充空隙)、腐蚀(消除噪点、分离粘连物体)的基本原理。在此基础上,我们将讲解开运算(先腐蚀后膨胀,用于去噪和平滑边界)和闭运算(先膨胀后腐蚀,用于填充小孔和连接断裂结构)。此外,还会探讨形态学重建(如Top-Hat和Bottom-Hat变换)在特定应用中的重要作用。 六、 模式识别与应用基础 本书最后一部分将图像处理的结果导向实际应用——模式识别。我们将简要介绍用于分类的最小距离分类器和K近邻(KNN)算法,以及如何利用提取出的特征向量(如Hu矩或SIFT描述符的Bag-of-Words表示)进行目标匹配和识别的初步框架。这部分内容旨在为读者搭建起从原始图像到最终决策的完整技术路径。 通过对上述六大模块的深入探讨,读者将不仅掌握数字信号处理在图像领域的核心理论,更能熟练运用各种经典算法解决实际工程问题,为未来接触更高级的深度学习视觉系统打下坚实的数学和算法基础。本书的组织结构清晰,理论推导严谨,辅以大量的实例分析,力求成为学习者案头的实用工具书。

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用户评价

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我是一个正在备考研究生考试的学生,手头上的参考书已经不少了,但很多书要么过于偏重理论的严谨性,读起来像啃硬骨头;要么就是纯粹的题海战术,缺乏系统的梳理。直到我翻阅了这本学习指导,才发现它在“辅导”二字上做得非常到位。这本书最让我欣赏的一点是,它对历年真题的解析非常透彻。它不仅仅是给出了标准答案,更是深入剖析了出题人的意图,以及不同解题路径的优劣。比如在涉及到滤波器设计那一章,书中详细对比了FIR和IIR滤波器的设计思路和优缺点,并且给出了具体的Matlab实现伪代码,这对于我们这种需要上机操作和理论结合的考生来说,无疑是极大的加分项。读这本书的时候,我感觉就像是有一位经验丰富的前辈在旁边手把手地指导我如何高效地应对考试,而不是简单地罗列知识点。这种“带着考点去学知识”的模式,极大地提高了我的复习效率。

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这本书的特点还在于它对“实践”的重视程度。虽然它是一本辅导书,但它深知现代信号处理学习离不开仿真验证。书中为每一个重要的算法都提供了清晰的步骤说明,甚至包括了如何利用常用软件(比如提及了如MATLAB等工具的使用环境)来验证理论结果的建议。这对于我们这些未来需要从事工程研究的学生来说,至关重要。很多理论上的证明,只有通过代码实现和仿真观察,才能真正理解其物理意义。作者在这方面投入了很多心力,确保了理论和实践之间的无缝对接。特别是关于自适应滤波器的介绍,不仅仅停留在维纳滤波的理论推导上,更进一步讲解了LMS算法的收敛性和稳定性分析,这在很多其他教材中往往是草草带过的内容。这本书真正做到了“授人以渔”,教会我们如何系统地分析和解决DSP领域的问题,而不仅仅是应付考试。

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这本关于数字信号处理的学习指导和考研辅导的书籍,真的让我这个初学者受益匪浅。刚接触这门学科的时候,那些复杂的数学公式和抽象的概念简直是拦路虎,让我望而却步。但是这本书的编排方式非常巧妙,它没有直接抛出高深的理论,而是从最基础的离散时间信号和系统开始,循序渐进地引入傅里叶变换、Z变换等核心概念。作者在讲解每一个知识点时,都力求用最直观的方式来阐述,比如通过大量的图示和实例来辅助理解,这对于我这种需要“看得见摸得着”才能理解概念的人来说,简直是救星。特别是对卷积的讲解,不再是干巴巴的数学推导,而是结合实际应用场景,让我对DSP这门学科的脉络有了更清晰的认识。而且,书中的例题设计得非常贴合考研的实际要求,难度适中,既能巩固基础知识,又能逐步提升解决复杂问题的能力。每次做完一个章节的练习,都会有种豁然开朗的感觉,那种成就感是其他教材很难给予的。

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坦白说,我对DSP的恐惧主要来源于其背后的线性代数和复变函数知识,感觉自己数学功底不够扎实。然而,这本书在处理这些数学工具时,表现出了极高的“人文关怀”。它没有假设读者已经完全掌握了这些背景知识,而是在需要用到时,以一种“即学即用”的方式进行简要回顾和重点强调,避免了读者因为不熟悉某个数学工具而卡在理论理解的关口。比如,对周期延拓和频谱分析之间的联系,作者用非常清晰的脉络图展示了从时域到频域的转变过程,这种视觉化的呈现方式,极大地降低了理解门槛。另外,书中对一些容易混淆的概念,比如DFT和DFS的区别,以及窗口函数在频谱泄露抑制中的作用,都做了非常细致的辨析,避免了学习过程中的思维误区。对于基础薄弱的读者来说,这本书的引导性是非常强的,它就像是一座精心搭建的桥梁,连接了晦涩的理论与实际的解题技巧。

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这本书的排版和用词风格也十分值得称赞,它没有传统教材那种刻板的说教感。文字流畅,逻辑性强,读起来有一种行云流水的舒适感。特别是在讲解一些算法的迭代过程时,比如快速傅里叶变换(FFT),它会先从直观的思路入手,逐步过渡到具体的蝶形运算步骤,这种“先理解,后计算”的教学法,让我不再死记硬背公式。更重要的是,书中对一些经典算法的复杂度分析也非常到位,让我们清楚地知道为什么某种算法优于另一种,这对于算法选择题的考察非常关键。此外,书中还穿插了一些DSP在通信、图像处理等前沿领域的应用小贴士,虽然不是考试的重点,但极大地激发了我对这门学科的探索欲望,让我明白这些知识的实际价值所在。总而言之,这本书在保持专业深度的同时,成功地做到了易读和实用,是难得的佳作。

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