数字信号处理

Name: 数字信号处理
ISBN: 9787111739883

姚剑清机械工业出版社 · 中国2024年4月

3.5

字数: 19万字
章节数: 205
ISBN: 9787111739883

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内容简介

《数字信号处理》可分为三分。第一分为第1~4章,对数字信号处理的基础知识,括数字信号处理简介、模拟信号的点、离散时域信号、z变换等内容进行了详细的说明;第二分为第5~11章,重点讨论了数字信号处理系统的性质和点,括离散时域系统、数字滤波器的概述、数字滤波器的结构、IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计、多速率系统、返回连续时域等内容;第三分为第12、13章,对离散傅里叶变换和快速傅里叶变换进行了深入的探讨研究。本书可作为从事数字信号处理等相关工作的工程师的参考资料,也可作为高等院校电子、通信、计算机、自动控制等业师生的参考用书。

编辑推荐

姚剑清教授的《数字信号处理》是清华大学出版社近年来在信号处理领域推出的一部力作。本书以ISBN 9787302648444出版，系统性地阐述了数字信号处理的核心理论与算法实现。与同类教材相比，本书的特色在于其清晰的理论脉络与突出的工程实践导向。作者并未停留在公式推导层面，而是巧妙地融入了MATLAB仿真示例，使抽象的卷积、滤波、频谱分析等概念变得可视、可操作。这种‘理论-算法-实现’的三位一体架构，尤其适合帮助读者建立从数学原理到工程应用的桥梁。书中关于离散傅里叶变换(DFT)与快速傅里叶变换(FFT)的讲解深入浅出，对多速率信号处理、数字滤波器设计等工程难点也提供了颇具实用价值的分析视角。总体而言，这是一部结构严谨、内容前沿且注重实效的教材，其价值不仅在于传授知识，更在于培养解决实际信号处理问题的系统性思维能力。

适合谁读

适合

电子信息、通信工程等相关专业的本科生与研究生，可作为核心课程教材或参考书
从事信号处理、音频分析、通信系统开发的工程师，用于夯实理论基础并查阅算法实现
对数字信号处理有浓厚兴趣，具备一定高等数学和信号与系统基础的自学者
需要准备相关领域升学或职业资格考试，希望系统梳理知识体系的备考者

不适合

完全没有高等数学、复变函数或信号与系统基础的纯入门读者
仅希望了解信号处理科普概念，而不愿深入数学推导与编程实践的泛兴趣读者

阅读建议

建议按章节顺序阅读，尤其重视每章后的习题与MATLAB练习，动手仿真能极大深化理解
阅读时可结合特定工程背景（如音频处理、图像处理）思考理论的应用场景，增强学习目的性
对于滤波器设计等实践性强的章节，可尝试使用书中代码并调整参数，观察其对系统性能的影响

出版社简介

机械工业出版社中国 · 成立于 1950 年

机械工业出版社（China Machine Press）在科技与专业出版之外，库内图书还体现出对心理学、计算机、管理、财经与社科等方向的持续关注。心理学方面收入荣格作品及分析心理学导论，并涉及压力与健康、成瘾与疗愈等应用议题；计算机领域有《计算机程序的构造和解释（JavaScript版）》；管理与财经类包括《管理行为（原书第4版）》《不平等的代价（珍藏版）》《这次不一样：八百年金融危机史（纪念版）》；科学哲学与科学史方面则有《世界观（原书第3版）》。相关作者资源涵盖C.G.荣格、威廉·麦圭尔、索努·沙姆达萨尼、加博尔·马泰等。公开资料有限，以上仅据库内图书归纳其出版面貌。

版权信息
前言
第1章数字信号处理简介
1.1 数字信号处理的完整过程
1.2 数字滤波器举例
1.3 离散傅里叶变换（DFT）举例
1.4 小结
第2章模拟信号的特点
2.1 周期信号
2.1.1 周期信号的时域表示
2.1.2 周期信号的频域表示
2.2 非周期信号
2.2.1 单脉冲矩形波的频域表示
2.2.2 噪声信号的频域表示
2.3 周期信号和非周期信号的频率谱比较
2.4 小结
第3章离散时域信号
3.1 信号的分类
3.2 离散时域信号的实际产生过程
3.3 离散时域信号的理论产生方法
3.3.1 单位冲击信号
3.3.2 理想采样信号
3.3.3 理想采样
3.4 采样改变信号频谱
3.4.1 理想采样信号p（t）展开为傅里叶级数
3.4.2 卷积计算
3.5 采样定理
3.6 频率混叠
3.6.1 什么是频率混叠
3.6.2 错误的采样操作产生频率混叠
3.7 抗混叠滤波
3.7.1 用理想模拟低通滤波器进行抗混叠滤波
3.7.2 用实际模拟低通滤波器进行抗混叠滤波
3.8 量化
3.8.1 量化误差
3.8.2 量化噪声和信噪比
3.8.3 信噪比与动态范围
3.8.4 动态范围的计算
3.9 编码
3.10 小结
第4章 z变换
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 傅里叶变换
4.1.2 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4.1.3 拉普拉斯变换的收敛域
4.1.4 拉普拉斯变换的性质
4.2 z变换的导出
4.2.1 单边z变换定义式
4.2.2 双边z变换定义式
4.2.3 z变换的收敛域
4.2.4 基本离散时域信号的z变换
4.2.5 z平面与s平面的映射
4.3 逆z变换
4.3.1 柯西积分公式
4.3.2 长除法
4.3.3 部分分式法
4.4 z变换的性质
4.4.1 线性定理
4.4.2 延迟定理
4.4.3 卷积定理
4.4.4 乘积定理
4.4.5 Parseval定理
4.4.6 初值和终值定理
4.5 常见离散时域信号的z变换表
4.6 小结
第5章离散时域系统
5.1 差分方程
5.1.1 简单差分方程组
5.1.2 一般性的差分方程组
5.2 单位冲击响应
5.2.1 单位冲击响应的定义
5.2.2 用单位冲击响应计算系统输出
5.3 传递函数
5.3.1 简单结构的传递函数
5.3.2 一般性的传递函数
5.3.3 从单位冲击响应计算传递函数
5.3.4 传递函数的零极点
5.4 频率响应
5.4.1 什么是频率响应
5.4.2 解析法
5.4.3 图解法
5.4.4 离散时域中的傅里叶变换[7]
5.5 四种分析方法之间的联系
5.6 复变量、零极点和系统响应之间的比喻
5.7 离散时域系统的性质
5.7.1 线性与非线性
5.7.2 时变与时不变
5.7.3 因果型与非因果型
5.7.4 离散时域系统的稳定性
5.8 小结
第6章数字滤波器的概述
6.1 什么是IIR数字滤波器和FIR数字滤波器
6.1.1 IIR数字滤波器的单位冲击响应
6.1.2 FIR数字滤波器的单位冲击响应
6.2 IIR数字滤波器和FIR数字滤波器的比较
6.2.1 差分方程
6.2.2 传递函数
6.2.3 零极点与稳定性
6.2.4 相位
6.3 FIR数字滤波器的线性相位
6.3.1 什么是线性相位
6.3.2 FIR数字滤波系数的四种对称形式
6.4 FIR滤波系数偶对称的线性相位
6.4.1 滤波系数为奇数偶对称的情况（第Ⅰ类滤波器）
6.4.2 滤波系数为偶数偶对称的情况（第Ⅱ类滤波器）
6.4.3 信号延迟半个采样周期的含义
6.5 FIR滤波系数奇对称的相位特性
6.5.1 滤波系数为奇数奇对称的情况（第Ⅲ类滤波器）
6.5.2 滤波系数为偶数奇对称的情况（第Ⅳ类滤波器）
6.6 IIR数字滤波器和FIR数字滤波器之间的选择
6.7 小结
第7章数字滤波器的结构
7.1 直接形式
7.1.1 直接形式Ⅰ
7.1.2 直接形式Ⅱ
7.2 典范形式
7.2.1 二阶典范形式
7.2.2 一阶典范形式
7.2.3 计算的精度
7.3 串联结构
7.4 并联结构
7.5 横向结构
7.6 小结
第8章 IIR数字滤波器的设计
8.1 性能指标
8.2 零极点放置法
8.3 双线性变换法
8.3.1 变换原理
8.3.2 设计步骤
8.3.3 双线性变换法的要点说明
8.4 小结
第9章 FIR数字滤波器的设计
9.1 FIR数字滤波器的性能指标
9.2 窗函数法
9.2.1 理想数字滤波器
9.2.2 窗函数
9.2.3 窗函数法的设计步骤
9.2.4 窗函数法总结
9.3 等纹波法
9.3.1 基本原理
9.3.2 等纹波法的技术要点
9.3.3 等纹波法的设计步骤
9.4 小结
第10章多速率系统
10.1 抽取器
10.2 插值器
10.3 抽取器与插值器的比较
10.4 非整数倍的采样率转换
10.5 多级抽取器
10.5.1 一般结构
10.5.2 抽取滤波器的类型选择
10.5.3 多级抽取器的设计
10.5.4 多级抽取器总结
10.6 多级插值器
10.7 多级采样率转换器的时域操作
10.7.1 多级抽取器的时域操作
10.7.2 多级插值器的时域操作
10.8 小结
第11章返回连续时域
11.1 理论上的重构
11.2 实际的重构
11.2.1 零阶保持器
11.2.2 模拟低通重构滤波器
11.3 小结
第12章离散傅里叶变换
12.1 连续时域中的傅里叶级数展开
12.2 离散傅里叶变换定义式的导出
12.3 傅里叶级数与DFT的比较
12.4 DFT的简易表示法
12.5 DFT的性质
12.5.1 线性
12.5.2 循环时移
12.5.3 循环频移
12.5.4 对称性
12.5.5 奇偶性
12.5.6 循环卷积
12.5.7 乘积定理
12.5.8 DFT性质总结
12.6 DFT的频域误差
12.7 DFT频域误差的解释
12.8 小结
第13章快速傅里叶变换
13.1 时域抽取法
13.2 频域抽取法
13.3 超过8点的FFT算法
13.4 蝶形计算
13.5 位逆序
13.6 时域抽取FFT的计算框图
13.7 FFT逆变换
13.8 快速卷积
13.9 小结
附录
A.1 数学恒等式、sinc函数表和复函数要点
A.1.1 数学恒等式
A.1.2 sinc函数表
A.1.3 复函数要点
A.2 傅里叶级数与傅里叶变换
A.2.1 傅里叶级数的第一种形式
A.2.2 傅里叶级数的第二种形式
A.2.3 傅里叶级数的第三种形式
A.2.4 傅里叶变换
A.3 连续时域系统的性质
A.3.1 连续时域系统的冲击响应
A.3.2 连续时域中的乘积定理
参考文献

常见问题

这本书需要什么样的先修知识？

读者应具备高等数学、线性代数、复变函数与积分变换，以及‘信号与系统’课程的基础知识，否则理解核心推导会有困难。

书中的代码示例基于什么工具？

本书的算法实现与仿真示例主要基于MATLAB，部分思想也可迁移至Python的SciPy等科学计算库。

这本书与奥本海姆的经典教材相比有何特点？

本书更侧重从工程应用视角组织内容，算法实现与当代技术结合更紧密，篇幅相对精炼，适合作为教材或工程参考；奥本海姆的教材理论体系更为宏大和详尽，偏向经典理论奠基。

读者评论

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作者简介

姚剑清作者

姚剑清，公开资料有限，目前仅知其有作品《数字信号处理》一种，归类于计算机综合。从这一存世作品看，其写作紧扣数字信号处理这一技术领域，面向需要系统了解该主题的读者。数字信号处理是计算机与电子工程交叉的基础方向，涉及信号采样、变换、滤波等核心内容，相关书籍通常要求作者兼具理论梳理与工程应用的表达能力。由于缺乏作者生平、学术背景与任职信息，无法评述其师承、经历或行业地位，也不宜推测其写作风格的全貌。可以肯定的是，该书作为其在库内的唯一代表作品，是了解姚剑清著述面貌的主要依据，对学习相关课程的读者具有一定的参考价值。