數位信號處理-應用MATLAB

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出版者:旗標
作者:蒙以正
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:20040921
价格:NT$ 480
装帧:
isbn号码:9789574421763
丛书系列:
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  • 數位信號處理
  • MATLAB
  • 信號處理
  • 工程數學
  • 電機工程
  • 通訊工程
  • 演算法
  • 濾波器
  • 傅立葉轉換
  • 數位訊號
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具体描述

第零章:針對 MATLAB 新手而寫,介紹 MATLAB 7 的基本用法。

第一章:本章對信號與系統以及數位信號處理的基本方式作一個綜觀,並對系統的特性作一探討。讀完本章至少已經有了 DSP 的概念,可以順利的進入第二章。

第二章:專門就「信號」的部份探討,主題為(1)哪些信號可作為測試之用、(2)如何獲得的信號才是正確而不失真-取樣定理、(3)在頻域上信號的特性-傅立葉轉換、(4)信號如何重建。

第三章:專門就「系統」的部份探討,探討系統一定會探討輸入與輸出的關係,所以就會有轉移函數、動態方程式的產生。這些當然就脫離不了時域響應分析、頻域響應分析。在時域,最重要的就是摺積,在頻域最重要的就是 Z 轉換與離散傅立葉轉換(DFT)。本章學完之後,相信讀者對 DSP 一定會有一種頓悟的感覺。

第四章:應用第三章所探討的運作與轉換的理論予以應用並求系統的輸出響應。方法有三,分別為(1)DFT 求解、(2)FFT 求解、(3)Z 轉換求解。

第五章:介紹 IIR 數位濾波器的設計方法。首先介紹類比濾波器的設計以及低通濾波器的規格,接著介紹濾波器的架構以及由類比轉移到數位的二種設計方法 -Impulse Invariance、Bilinear Transformation, 最後就是 MATLAB 的指令應用,此一部份是實用性很高的,在晶片的組合語言設計時,乃必須藉助之處。

第六章:介紹FIR數位濾波器設計,FIR最重要的特徵就是線性相位形式與零點位置,而設計的方法普遍使用者為窗形函數法以及最佳化之Parks- McClellan演算法,此一部份MATLAB也提供了完整的指令,足以應付實用上的需求。◎ 本書特色--

基本觀念介紹完整:DSP 的理論範圍雖廣泛,基本的理論介紹詳盡,涵蓋 Fourier 轉換、Z 轉換、Convolution (摺積)、系統穩定判斷、時域分析、頻域分析、濾波器規格、濾波器架構、IIR 濾波器設計、FIR 濾波器設計等。

以MATLAB程式設計導向:本書含 MATLAB 的入門介紹,使完全不會 MATLAB 的讀者也能快速上手。本書完全以 MATLAB 程式來驗證 DSP 理論的結果,加速理解。程式除了本身的註解以外,重要的關鍵部份,加上中文說明,增強讀者閱讀及學習效果。

完整的範例說明:每一個重要觀念,均配合一個範例說明。

嶄新的章節編排:作者於第一章即先將 DSP 的基本重要觀念-系統穩定性判斷以及系統特性先行說明。之後,將 DSP 分成信號與系統兩大部份講解,再細分成時域與頻域講解,最後再介紹兩大數位濾波器IIR與FIR濾波器的設計方法。

數學演算簡明易學:重要的定義與數學推導,均有詳細說明,讀者可免再翻查工程數學方面書籍。精選習題:每一章節均附上習題與實作 (含實作導引),以期讀者能夠舉一反三, 活學活用。

《信号的奥秘:洞悉数字世界的脉络》 在这个信息爆炸的时代,我们每天都被海量的数字信号所包围——从你手机里传输的每一个字节,到医疗影像中的细微变化,再到宇宙深处传来的微弱探测,无一不闪烁着信号处理的光辉。本书旨在为你揭示数字信号处理的核心原理,让你成为理解和驾驭这些数字脉络的行家里手。 探索信号的本质:从模拟到数字的转化 信号,是物理世界得以被感知和理解的媒介。它们可以是连续变化的模拟信号,如同大提琴悠扬的乐章;也可以是离散量化的数字信号,如同精心编排的乐谱。本书将从最基础的概念出发,深入浅出地讲解信号的分类、特性以及它们在现实世界中的表现形式。我们将一起穿越“模拟到数字”的迷人旅程,理解采样、量化、编码等关键步骤如何将连续的物理世界转化为计算机可以理解的离散数据。你将了解到,每一次数字化的过程,都凝聚着对信息本质的深刻洞察。 傅里叶变换:解锁信号的频率语言 想象一下,将一首复杂的交响乐分解成各个乐器的单独演奏,这正是傅里叶变换的神奇之处。它能够将一个信号从时间域转换到频率域,揭示隐藏在信号中的各种频率成分。本书将详细阐述傅里叶级数、傅里叶变换(FT)、离散傅里叶变换(DFT)及其快速算法(FFT)的原理与应用。你将学会如何通过频率分析来识别信号的周期性、噪声成分,甚至预测信号的未来行为。无论你是音频工程师、通信专家,还是对声音、图像背后的数学原理充满好奇,傅里叶变换都将是你理解信号的必备钥匙。 滤波:净化与重塑信号的艺术 噪声,是信号处理过程中无处不在的挑战。滤波技术,则是我们对抗噪声、提取有用信息的有力武器。本书将带领你深入理解各种滤波器的工作原理,包括低通、高通、带通和带阻滤波器。我们将探讨FIR(有限脉冲响应)和IIR(无限脉冲响应)滤波器的设计方法,以及它们在不同场景下的优势与劣势。从音频降噪到图像锐化,从通信信号的提取到生物医学信号的增强,滤波技术扮演着至关重要的角色。你将掌握如何根据具体需求,设计出最适合的滤波器,让你的信号焕发新生。 重采样与抽取:灵活调整信号的速率 在数字信号处理中,我们常常需要改变信号的采样率,以适应不同的处理需求或存储要求。重采样技术允许我们在不丢失关键信息的前提下,提高或降低信号的采样频率。本书将详细介绍抽取(Decimation)和插值(Interpolation)的原理,以及它们在数字信号处理中的具体应用,例如在音频播放中的变调、在视频处理中的帧率调整等。你将学会如何精确地控制信号的速率,实现更高效的数据处理和传输。 相关分析:揭示信号之间的隐藏联系 信号之间并非孤立存在,它们常常包含着相互的关联信息。相关分析,就是用来衡量两个信号之间相似程度的数学工具。本书将深入介绍自相关和互相关函数,以及它们在信号检测、模式识别、系统辨识等领域的重要应用。你将学会如何利用相关分析来识别周期性信号,检测隐藏在噪声中的目标,或者分析不同系统输出之间的关系。 离散时间系统:理解信号的动态演变 许多现实世界的系统都可以用离散时间系统来建模。本书将为你解析这些系统的数学描述,包括差分方程、系统函数等。你将深入理解系统的稳定性、因果性等重要特性,并学会如何分析和预测系统的响应。无论是控制系统、通信信道,还是经济模型,对离散时间系统的深刻理解都将帮助你更好地操控和优化它们。 学习目标: 完成本书的学习后,你将能够: 深刻理解数字信号处理的基本概念和核心理论。 掌握傅里叶变换在时域和频域分析中的应用。 熟练运用各种滤波技术来净化和重塑信号。 理解并实践信号的重采样和抽取技术。 掌握相关分析在信号识别和模式匹配中的应用。 能够对离散时间系统进行建模和分析。 为进一步深入研究更高级的信号处理技术奠定坚实的基础。 无论你是一名学生,一名工程师,还是一位对数字世界充满好奇的研究者,本书都将是你探索信号处理奥秘的理想伙伴。让我们一起,潜入数字信号的海洋,发掘隐藏其中的无限可能。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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如果让我从一个资深工程师的视角来评价这本书的价值,我会说它在“广度与深度”的把握上达到了一个较高的水准。它没有刻意去追逐那些过于前沿、尚未成熟的“热点”,而是将精力集中在那些被时间检验过的、构成数字信号处理学科基石的核心算法和理论上,例如Z变换、线性系统理论以及经典滤波器的设计。这种“扎根本质”的立场,使得这本书的生命力会比那些追逐潮流的书籍要长久得多。我尤其欣赏它在讲解采样定理及其背后的信息论基础时所展现出的透彻性——它不仅仅是告诉你“采样率必须大于两倍信号最高频率”,而是深入到信息恢复的数学必然性。对于需要进行系统级设计的人员而言,这种对底层原理的深刻理解是不可或缺的。因此,这本书更像是一本可以长期置于案头,随时取阅参考的“工具典籍”,而不是一本读完即束之高阁的快速入门读物。它的价值在于提供了一个可以反复咀嚼和验证的知识体系框架。

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这本书的行文风格,说实话,一开始读起来需要一定的专注力,因为它在描述核心原理时,保持了一种近乎学术论文般的严谨和精确。作者似乎特别注重概念的“纯净度”,对于每一个术语的定义都力求无懈可击,这一点对于希望打下坚实理论基础的读者来说是巨大的福音。比如,在讲解离散时间系统的稳定性判据时,它没有采用那种过于简化的比喻,而是直接深入到Z变换的收敛域分析,这种深度恰好满足了我对原理深究的渴望。但是,也正因为这种极致的严谨,导致部分初学者可能会觉得开篇略显“硬核”。我感觉作者是在向读者发出一个挑战:如果你想真正掌握这门技术,就必须接受这种不打折扣的专业表达方式。这种态度我很欣赏,它拒绝了为了迎合大众而稀释内容的做法,更像是一位老教授在传授毕生所学,要求学生必须全神贯注、步步为营。读完某几个章节后,我常常需要合上书本,在脑海中反复模拟运算过程,才能真正消化掉其中的精髓。

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这本书在章节间的过渡和知识点的衔接处理上,展现出了极高的编排艺术。很多技术书籍的通病是,当你深入学习到后期,会发现前期的基础知识点似乎被“遗忘”了,需要频繁地翻回去查阅。然而,在这本书中,作者似乎总能预判到读者在学习新概念时可能产生的知识断层,并在关键时刻提供简洁的回顾或明确的关联指向。比如,从时域分析转向频域分析时,作者用了一种非常巧妙的方式来重申了卷积定理的重要性,而不是简单地抛出一个新的变换公式。这种知识的“前后呼应”使得整个学习体验非常顺畅,有一种构建坚固知识塔的感觉,而不是零散地堆砌砖块。这种细致入微的关怀,让我感觉作者不仅是一位专家,更是一位有经验的教育者,深知学习路径中的“陷阱”在哪里,并提前布好了引导的标记。这使得我作为一个读者,在攻克那些复杂章节时,信心倍增。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮,封面那种深邃的蓝色调,配上简洁有力的白色字体,透露出一种严谨又不失现代感的专业气息。初次翻阅时,我就被它清晰的目录结构所吸引,编排得井井有条,从基础概念的梳理到复杂算法的剖析,层层递进,逻辑性极强。我特别喜欢作者在引言部分对整个学科发展脉络的精炼概括,这不仅仅是知识的堆砌,更像是一张导览图,让一个初入数字信号处理领域的新手也能迅速建立起宏观的认知框架。书中的插图和图表制作得极为精良,线条流畅,标注清晰,即便是涉及到傅里叶变换这类抽象的数学概念,通过这些视觉辅助,也能更容易被大脑捕捉和理解。我拿它和市面上其他几本教材对比过,这本在“可读性”上明显高出一筹,它没有陷入纯粹的数学公式推导的泥潭,而是努力在理论深度和工程实践之间找到一个绝佳的平衡点。整体来说,作为一本工具书或入门教材,它在外观和初步印象上,已经成功地给我留下了“值得信赖”的标签,让人迫不及待地想深入阅读接下来的章节。

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我个人对于教材的实用性要求是比较高的,尤其是在涉及像信号处理这样强依赖于实践的领域。翻阅这本书时,我发现它在理论讲解的间隙,巧妙地穿插了一些“案例启发”性的段落。这些段落虽然篇幅不长,但却起到了画龙点睛的作用,它们清晰地指出了某个数学工具或算法在实际工程中的具体应用场景,比如在音频降噪或者图像滤波中的潜在价值。这种“理论指导实践,实践反哺理论”的编写思路,让冰冷的公式鲜活了起来。虽然我还没有完全动手实践书中的所有例子,但仅仅是通过阅读这些场景描述,我就能感受到其背后的工程思维。例如,作者在讨论FIR滤波器设计时,对窗函数选择的优劣势分析得极其细致,不光是给出公式,更结合了实际的频谱泄露问题来解释为什么要选择特定形状的窗函数。这种从“What”(是什么)到“Why”(为什么)再到“How to apply”(如何应用)的完整链条,极大地提升了学习的效率和兴趣。

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