Digital Signal Processing Using MATLAB for Students and Researchers

Digital Signal Processing Using MATLAB for Students and Researchers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Leis, John
出品人:
页数:396
译者:
出版时间:2011-8
价格:687.00元
装帧:
isbn号码:9780470880913
丛书系列:
图书标签:
  • 实验语音学
  • 信号处理
  • 数字信号处理
  • MATLAB
  • 信号处理
  • 算法
  • 工程
  • 科研
  • 学生
  • 通信
  • 图像处理
  • 滤波器设计
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具体描述

Quickly Engages in Applying Algorithmic Techniques to Solve Practical Signal Processing Problems With its active, hands-on learning approach, this text enables readers to master the underlying principles of digital signal processing and its many applications in industries such as digital television, mobile and broadband communications, and medical/scientific devices. Carefully developed MATLAB® examples throughout the text illustrate the mathematical concepts and use of digital signal processing algorithms. Readers will develop a deeper understanding of how to apply the algorithms by manipulating the codes in the examples to see their effect. Moreover, plenty of exercises help to put knowledge into practice solving real-world signal processing challenges. Following an introductory chapter, the text explores: Sampled signals and digital processing Random signals Representing signals and systems Temporal and spatial signal processing Frequency analysis of signals Discrete-time filters and recursive filters Each chapter begins with chapter objectives and an introduction. A summary at the end of each chapter ensures that one has mastered all the key concepts and techniques before progressing in the text. Lastly, appendices listing selected web resources, research papers, and related textbooks enable the investigation of individual topics in greater depth. Upon completion of this text, readers will understand how to apply key algorithmic techniques to address practical signal processing problems as well as develop their own signal processing algorithms. Moreover, the text provides a solid foundation for evaluating and applying new digital processing signal techniques as they are developed.

好的,这是一份针对一本未包含《数字信号处理:面向学生与研究人员的 MATLAB 应用》内容的图书的详细简介,字数约为1500字。 --- 《高级光学系统设计与成像理论:从基础波动光学到计算成像前沿》 导言:超越传统界限,探索光学的深度与广度 在当今技术飞速发展的时代,光学系统在科研、工业制造、医疗诊断以及消费电子等领域扮演着不可或缺的角色。本书《高级光学系统设计与成像理论:从基础波动光学到计算成像前沿》旨在为物理学、电子工程、仪器科学以及相关领域的学生和研究人员提供一个全面而深入的知识框架。它不仅仅是一本教科书,更是一部详尽的参考手册,旨在引导读者从光学的基本原理出发,逐步深入到复杂系统的设计、误差分析以及最前沿的计算成像技术。 本书的独特之处在于其对理论深度与实际应用广度的平衡把握。我们认识到,在现代光学领域,仅仅掌握惠更斯-菲涅耳原理或光线追迹是不够的。理解光如何以波的形式传播、如何与物质相互作用,以及如何通过复杂的算法从原始数据中重建图像,是推动技术创新的关键。因此,本书结构严谨,逻辑清晰,旨在构建一个坚实的基础,并在此基础上探索更具挑战性的现代议题。 第一部分:波动光学基础与矩阵光学回顾 本书的基石建立在对光本质的深刻理解上。第一部分首先对经典几何光学和矩阵光学(包括ABCD矩阵法)进行快速而精确的回顾,确保所有读者具备进行初步系统分析的工具。随后,我们将重点转向波动光学。 我们将深入探讨麦克斯韦方程组在介质中的应用,详细推导平面波、球面波的严格表达式。核心内容集中在衍射理论。我们不仅会复习夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的数学形式,更重要的是,会引入角谱法 (Angular Spectrum Method) 作为分析任意波场传播的通用工具。角谱法在处理近场传播、体成像以及散射问题时具有无可比拟的优势,本书提供了详尽的推导和实例,帮助读者掌握其在数值模拟中的实际应用。 此外,本部分还将详细讨论光的偏振态,包括琼斯矩阵和穆勒矩阵的详细应用,特别是它们在分析复杂偏振元件(如波片、偏振光栅和液晶器件)性能时的关键作用。 第二部分:光学系统设计与像差理论的精细化分析 光学系统设计是本书的中心支柱之一。我们摒弃了仅仅停留在标准透镜组合的层面,而是专注于像差的根源分析与控制。 本部分从傅里叶光学的角度重新审视成像过程。我们引入了光学传递函数 (OTF) 和 调制传递函数 (MTF) 的概念,将其作为评估系统性能的黄金标准。读者将学习如何使用这些工具来精确量化系统对不同空间频率信息的传输能力,以及如何分析弥散、非球面矫正带来的影响。 像差理论部分进行了深度拓展。我们不仅仅列举了五种经典像差,而是深入探究了泽尼克多项式 (Zernike Polynomials) 在描述和量化波前像差中的核心地位。本书详细阐述了如何通过计算波前曲率和相位,利用泽尼克系数来诊断和优化复杂的多镜面或内窥式系统。我们提供了一套系统的流程,用于识别特定系统设计中占主导地位的像差类型(如彗差、像散的复杂组合),并指导读者如何选择最有效的校正手段,包括使用自由曲面或梯度折射率 (GRIN) 材料。 第三部分:先进成像技术与计算光学的前沿探索 随着计算能力的提升,现代成像正从单纯的“光收集”转变为“光重构”。第三部分聚焦于当前研究热点,为读者打开了通往未来技术的大门。 计算成像是本部分的核心主题。我们将详细介绍计算层析成像 (CT) 的基础模型,包括X射线CT和光学相干层析成像 (OCT) 的重建算法,重点讨论迭代重建技术,如SIRT和FBP算法的优缺点。 更具前瞻性的是,本书深入探讨了压缩感知 (Compressed Sensing, CS) 在成像中的应用。读者将学习CS理论的数学基础——稀疏表示和不相干性,以及如何设计采集矩阵(如使用编码孔径或随机光栅)来实现远低于奈奎斯特采样率的高质量图像重建。我们提供了针对这些高维稀疏优化问题的求解器概述,为研究生级别的研究打下坚实基础。 此外,衍射光学元件 (DOE) 和超表面 (Metasurfaces) 的设计与应用被赋予了专门的章节。我们将探讨如何利用相位梯度原理设计新型光束整形器和扁平化透镜。内容涵盖了基于傅里叶变换的DOE设计方法,以及如何利用局域共振原理实现对光场进行亚波长尺度的调控,这些是微型化和集成光子学领域的关键技术。 总结:赋能未来光电创新者 《高级光学系统设计与成像理论》是一本面向深度学习者的著作。它要求读者具备扎实的数学基础和对物理现象的敏锐洞察力。本书通过严谨的推导、丰富的案例分析以及对前沿计算方法的引入,确保读者不仅能够理解现有光学设备的工作原理,更能具备设计、分析和创新下一代光电系统的能力。无论您是致力于开发下一代高分辨率显微镜、设计先进的激光雷达系统,还是探索革命性的计算成像范式,本书都将是您不可或缺的知识伙伴。

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用户评价

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作为一名刚刚接触数字信号处理的研究生,我迫切需要一本能够引导我入门,并且能够为我提供实践指导的书籍。幸运的是,我找到了这本《Digital Signal Processing Using MATLAB for Students and Researchers》。它的语言风格非常贴合学术,但又不会过于晦涩难懂。作者在解释复杂的概念时,常常会采用类比或者简化模型,使得即使是初学者也能快速抓住核心要点。而且,书中对MATLAB的运用,不仅仅是简单地罗列代码,而是将代码的逻辑、参数的含义以及输出结果的解读都一一阐述清楚。这对于那些不熟悉MATLAB,或者对MATLAB掌握不牢固的读者来说,提供了极大的帮助。我尤其喜欢书中在讲解每个章节的末尾,都会提供一些思考题和进阶练习,这鼓励我去主动思考和探索,而不是被动接受知识。这些练习的难度适中,既能巩固当天所学,又能引导我发散思维,思考更深层次的问题。这本书就像一位经验丰富的导师,一步一步地带领我走进数字信号处理的世界,让我感受到了学习的乐趣和成就感。

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我对这本书最深刻的印象,来自于它对数学原理与工程实现的精准对接。在数字信号处理领域,数学的严谨性和工程的实用性往往是需要巧妙平衡的,而这本书在这方面做得非常出色。作者在阐述每一个算法或理论时,都会先给出清晰的数学推导,确保读者理解其内在逻辑,然后立刻转向MATLAB的实现。这种“理论先行,实践紧随”的模式,使得我可以清晰地看到,抽象的数学公式是如何转化为具体的工程应用。书中对于MATLAB函数的选择和使用,都经过了深思熟虑,既选择了效率高的函数,又保证了代码的可读性。我特别注意到,作者在讲解一些高级概念,比如谱估计或者自适应滤波时,并没有回避复杂的数学细节,而是用一种非常清晰且有条理的方式进行呈现,并且通过MATLAB仿真来直观地展示这些复杂算法的工作原理和效果。这对于我这种需要深入理解算法底层机制的研究者来说,非常有价值。这本书让我不仅学到了“做什么”,更重要的是学到了“为什么这么做”,以及“如何用工具高效地实现”。

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这本书的出版,对于数字信号处理领域的学生和研究人员来说,绝对是一份宝贵的财富。从内容编排的角度来看,它非常系统化,将庞大的数字信号处理知识体系梳理得井井有条。我特别赞赏作者在讲解过程中,不仅仅停留在理论公式的推导,而是将重心放在了如何利用MATLAB这一强大的工具来实现和验证这些理论。书中提供的MATLAB代码,不仅可以直接运行,而且是经过精心设计的,能够清晰地展示算法的每一步操作以及最终的输出结果。这对于需要进行实验和项目开发的读者而言,简直是如虎添翼。例如,在学习滤波器设计部分,作者通过一系列的MATLAB示例,详细演示了不同类型滤波器(如FIR、IIR)的设计过程,以及如何通过调整参数来优化滤波器性能。这些实践性的指导,远比单纯阅读公式来得直观和有效。我发现,书中的例子覆盖了许多常见的应用,如语音信号的处理、音频编码、以及一些基础的图像滤波操作,这为我未来在这些方向上的深入研究提供了坚实的基础。总的来说,这本书在理论与实践之间取得了非常好的平衡,是学习和研究数字信号处理不可或缺的参考书。

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这本书的叙事方式非常独特,它并非仅仅是知识的堆砌,而是将整个数字信号处理的学习过程,描绘成了一场充满探索和发现的旅程。作者在引导读者进入不同主题时,总是能巧妙地设置悬念,或者提出一些引人入胜的问题,激发读者的好奇心。例如,在介绍采样定理时,作者并没有直接给出公式,而是通过一些生动的图示和比喻,解释了为什么需要以奈奎斯特速率进行采样,以及欠采样可能带来的失真。这种“以问题驱动”的学习方式,让我感觉自己不是在被动地接受信息,而是在主动地解决问题,这极大地增强了我的学习主动性。更重要的是,书中对MATLAB的整合,并非是简单的“代码集成”,而是将MATLAB的功能有机地融入到理论的讲解和推导过程中。每当理论遇到瓶颈,或者需要直观展示时,作者就会适时地引入MATLAB代码,通过仿真来验证和深化理解。这种“理论与实践并行”的教学模式,对于我这样需要快速将知识转化为实际技能的研究人员来说,效率极高。

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这本书的封面设计相当吸引人,深蓝色的背景搭配着跳跃的绿色信号波形,立刻就传达出一种专业而又充满活力的感觉。我拿到这本书的时候,就被它沉甸甸的质感所吸引,厚实的书页和精美的装订,都预示着这是一本内容翔实的学术专著。在翻阅的初期,我尤其欣赏作者对于概念引入的逻辑性,从最基础的离散时间信号和系统开始,层层递进,逐步引入傅里叶变换、Z变换等核心概念,并且在讲解过程中,巧妙地融入了MATLAB的实践应用,这对于像我这样正在学习数字信号处理的学生来说,无疑是一剂强心剂。以往阅读一些理论性书籍时,常常会感到抽象和枯燥,但这本书的结合使得理论的学习不再是纸上谈兵,而是能够通过实际的代码编写和仿真来加深理解。作者在MATLAB代码的展示上,也力求清晰易懂,注释详细,甚至对于一些函数的使用方法都有明确的说明,这极大地降低了初学者上手的时间成本,让我能够更快地进入到实践操作的乐趣中。此外,书中给出的案例分析也非常贴合实际应用场景,例如在通信系统、图像处理等领域的讲解,都让我看到了数字信号处理技术在现实世界中的强大力量,这无疑激发了我进一步深入研究的兴趣。

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这本其实讲得还挺好的。

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