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出版者:Prentice Hall International Paperback Editions

作者:John G. Proakis

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:0

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780029463789

叢書系列:

圖書標籤:

• 信號處理
• 信號處理
• 數字信號處理
• DSP
• 通信
• 圖像處理
• 算法
• 數學
• 工程
• 電子
• 濾波

好的，以下是一本名為《數字信號處理》的圖書的詳細簡介，內容完全圍繞其核心主題，但不包含您提供的書名本身： --- 深入理解與應用：現代信號的數字化解析與重構 圖書簡介 本書是一部全麵而深入的專著，旨在為讀者構建堅實的理論基礎，並提供豐富的實踐工具，以應對當今世界中無處不在的信號處理挑戰。我們生活在一個被信息流驅動的時代，從高清音頻、復雜的醫學成像到高速的無綫通信和環境監測，所有這些都依賴於對連續世界信號進行精確的采樣、量化和計算分析。本書正是為掌握這一核心技術而設計的。 本書的結構經過精心設計，旨在實現從基本概念到前沿應用的平穩過渡。我們首先從連續時間信號與係統的基礎齣發，迴顧傅裏葉級數和傅裏葉變換的精髓，為引入離散世界的處理奠定不可或缺的數學框架。我們強調信號的頻譜特性，這是理解任何處理操作效果的關鍵。 第一部分：從連續到離散的橋梁——采樣理論 本書的核心章節之一專注於采樣定理。我們詳盡地探討瞭奈奎斯特-香農采樣理論，不僅解釋瞭其數學依據，更深入分析瞭混疊（Aliasing）現象的物理成因及其在實際係統中的危害。讀者將學習如何通過選擇閤適的采樣率和設計有效的抗混疊濾波器（模擬濾波器）來確保信息不失真地轉化為數字形式。此外，本書也涵蓋瞭非理想采樣、過采樣和欠采樣技術，為射頻和低功耗應用提供指導。 第二部分：離散時間係統的核心——差分方程與Z變換 一旦信號被數字化，它就必須在離散時間係統中進行處理。本書係統地介紹瞭描述這些係統的差分方程，並強調瞭其在硬件實現中的重要性。 隨後，我們引入瞭Z變換——離散時間係統的“傅裏葉變換”的延伸。Z變換的分析能力至關重要，它能將復雜的時域捲積運算轉化為簡單的s域乘法，極大地簡化瞭係統的分析。我們詳細剖析瞭Z變換的收斂域（ROC）概念，並展示瞭如何利用ROC來確定係統的因果性和穩定性。通過對傳遞函數的深入探討，讀者將能夠完全掌握如何通過變換域的分析來預測係統的動態行為。 第三部分：離散傅裏葉變換（DFT）與快速算法 數字信號處理的核心計算工具是離散傅裏葉變換（DFT）。本書詳細推導瞭DFT的數學定義，並著重介紹瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法。我們不僅僅停留在使用FFT函數層麵，而是深入探討瞭基-2 FFT（包括蝶形運算和數據的重排）的實現細節，幫助讀者理解其$O(N log N)$的計算效率優勢。對FFT的深入理解，是實現高效頻譜分析、捲積和相關運算的前提。 本部分還涵蓋瞭DFT在實際應用中的挑戰，例如譜泄漏（Spectral Leakage）問題，並詳細比較瞭各種窗函數（如漢寜窗、漢明窗、布萊切曼窗）的優缺點及其對頻率分辨率和旁瓣抑製的影響。 第四部分：數字濾波器的設計與實現 濾波是信號處理中最基本也是應用最廣泛的操作。本書將數字濾波器分為兩大陣營進行深入講解： 1. 無限脈衝響應（IIR）濾波器： 重點介紹如何利用連續時間係統（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的模擬原型，通過雙綫性變換法（Bilinear Transformation）精確地映射到離散時間係統。我們分析瞭IIR濾波器的非綫性相位響應及其在幅度響應上的優勢。 2. 有限脈衝響應（FIR）濾波器： 強調FIR濾波器固有的綫性相位特性，這在圖像處理和數據傳輸中至關重要。本書詳細介紹瞭FIR濾波器的設計方法，包括窗函數法和頻率采樣法，並展示瞭等波紋優化方法（如Parks-McClellan算法）在實現最佳濾波器性能時的強大作用。 在實現部分，我們對比瞭直接形式、級聯形式和並行形式的結構，並討論瞭量化誤差和截斷效應如何影響最終濾波器的性能。 第五部分：先進的主題與應用領域 為瞭滿足更高級讀者的需求，本書的後半部分拓展到更專業的主題： 多速率信號處理： 探討瞭抽取（Decimation）和插值（Interpolation）技術，這是實現自適應采樣率轉換、子帶編碼和信道濾波的基礎。 綫性預測與譜估計： 引入瞭自相關函數的概念，並比較瞭經典的周期圖法與高分辨率的參數化方法（如Burg法、自迴歸AR模型），這些在雷達、地震勘探和語音分析中具有關鍵作用。 自適應濾波： 詳細介紹瞭最小均方（LMS）算法及其變體，展示瞭它們如何在未知或時變環境中，自動調整濾波器係數以最小化誤差信號，這在迴聲消除、噪聲消除和信道均衡中是核心技術。 實踐與展望 本書注重理論與實踐的結閤。書中包含瞭大量的算例和MATLAB/Python代碼示例，引導讀者親手實現關鍵算法，並觀察理論預測在實際數據上的錶現。通過詳盡的數學推導、直觀的圖示解釋，以及對實際工程限製的充分討論，本書旨在培養讀者“像工程師一樣思考”的能力，使其能夠熟練地設計、分析和優化任何涉及數字信號處理的係統。 無論是作為高等院校相關專業的教材，還是作為工程師和研究人員的專業參考手冊，本書都將是理解和駕馭數字信息世界的強大工具。

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