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出版者:湖北華中科技大學

作者:鬍燕，鬍自強主編

出品人:

頁數:178

译者:

出版時間:2007-9

價格:19.80元

裝幀:

isbn號碼:9787560940847

叢書系列:

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製理論
• 控製係統
• 經典控製
• 現代控製
• MATLAB控製
• 自動化
• 電氣工程
• 機械工程
• 係統工程

現代信號處理基礎：理論、方法與應用 圖書簡介 本手冊旨在為讀者構建一個全麵且深入的現代信號處理知識體係，側重於從數學理論基石到前沿算法實現的完整路徑。它不僅是對經典理論的梳理，更是對當前信息時代背景下信號分析、處理與理解需求的積極迴應。本書麵嚮的對象涵蓋電子工程、通信、計算機科學、聲學、醫學影像以及物理學等領域的研究人員、工程師和高年級本科生及研究生。 第一部分：信號與係統的數學建模基礎 信號處理的本質是對信息載體的精確量化與變換。本部分首先建立嚴謹的數學基礎。 1.1 連續時間信號與係統的描述： 我們將從傅裏葉級數和傅裏葉變換（FT）入手，詳細闡述信號頻譜的物理意義及其在頻域分析中的核心作用。拉普拉斯變換作為處理非周期信號和係統穩定性的關鍵工具，將被深入剖析，特彆是其在求解微分方程和分析因果性、穩定性方麵的應用。引入捲積積分，清晰界定係統響應與輸入信號之間的綫性時不變（LTI）關係。 1.2 離散時間信號與係統的基礎： 麵對數字化的必然趨勢，本部分詳細論述瞭采樣定理（Nyquist-Shannon定理）的理論依據及其在實際應用中抗混疊濾波的重要性。離散時間傅裏葉變換（DTFT）和Z變換被確立為分析離散係統的核心工具。Z變換尤其被強調，不僅用於係統函數的描述，還用於構建和分析IIR濾波器。離散捲積和係統的差分方程錶示，將為後續的數字濾波器設計奠定基礎。 1.3 隨機信號分析的引入： 真實世界中的信號往往帶有噪聲和不確定性。本部分引入概率論和隨機過程的基礎知識，包括隨機變量、高斯過程、平穩性（寬平穩與嚴平穩）的定義及其對譜分析的意義。功率譜密度（PSD）的定義與Wiener-Khinchin定理，為隨機信號的頻域錶徵提供瞭嚴密的數學框架，這是後續最優濾波設計的前提。 第二部分：經典頻域分析與變換技術 本部分專注於將信號從時間域映射到更具洞察力的頻域錶示，並詳細探討離散傅裏葉變換（DFT）的計算優化。 2.1 離散傅裏葉變換（DFT）及其性質： DFT被視為連接連續傅裏葉變換與數字實現的橋梁。本章詳細討論DFT的周期性、綫形性、圓周捲積等關鍵性質，並強調其在有限數據截斷下引入的譜泄露現象及窗函數（如漢寜窗、海明窗）的應用策略。 2.2 快速傅裏葉變換（FFT）算法： FFT是現代信號處理得以高效運行的基石。本書將詳細拆解最常用的基-2快速傅裏葉變換（Cooley-Tukey算法）的蝶形運算結構、數據重排（位反轉）過程，並分析其 $O(N log N)$ 的計算復雜度優勢。同時，對非2的冪次的數據點處理方法（如Chirp-Z 變換）也將有所涉及。 2.3 周期圖估計與譜分析的局限性： 直接利用DFT計算的周期圖（Periodogram）作為功率譜的估計，其高方差特性限製瞭其應用。本部分將分析周期圖的統計特性，並引入提高估計分辨率和降低方差的策略，例如分段平均（Bartlett方法）和重疊平均（Welch方法）。 第三部分：數字濾波器設計與實現 本部分是信號處理的實踐核心，聚焦於如何設計和實現滿足特定頻率響應要求的數字濾波器。 3.1 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： FIR濾波器以其固有的綫性相位特性（即無群延遲失真）而備受青睞。本書重點介紹直接形式設計法、頻域捲積法（基於窗函數截斷）以及Parks-McClellan算法（最優等波紋設計，即Remez交換算法），詳細討論如何權衡過渡帶寬度、阻帶衰減與濾波器階數之間的關係。 3.2 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： IIR濾波器因其在低階數下能達到陡峭的過渡帶而具有計算效率優勢。本部分詳細闡述如何利用模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫I型和II型、橢圓濾波器）通過雙綫性變換（Bilinear Transformation）或脈衝響應不變法，精確地映射到數字域。重點分析雙綫性變換引入的頻率軸壓縮（Warpage）現象及其校正方法。 3.3 濾波器結構與量化效應： 討論瞭直接型、級聯型（二階節）和並行型濾波器結構，並分析瞭在有限精度硬件實現中，係數和信號的量化誤差對濾波器性能（如穩定性、噪聲整形）的影響。 第四部分：現代譜估計與自適應處理 為應對隨機信號處理中更高性能的需求，本部分深入探討瞭超越經典方法的現代技術。 4.1 高分辨率譜估計方法： 針對周期圖估計的低分辨率問題，本章詳細介紹瞭參數化模型方法。這包括基於自迴歸（AR）模型的Burg方法，基於滑動平均（MA）模型的方法，以及AR-MA（ARMA）模型的聯閤估計。深入探討瞭這些方法的模型階數選擇標準（如AIC、MDL準則）。 4.2 維納濾波與卡爾曼濾波： 針對信號觀測中存在的噪聲抑製問題，維納濾波器作為最小均方誤差（MMSE）綫性濾波器的理論極限將被精確推導和應用。隨後，引入非平穩、時變係統的最優估計工具——卡爾曼濾波。卡爾曼濾波的遞歸特性、狀態空間錶示、預測與更新方程的推導和實際應用（如導航、目標跟蹤）將被全麵覆蓋。 4.3 自適應濾波基礎： 現代信號處理中，係統參數往往未知或隨時間變化。本部分引入自適應濾波的概念，重點講解最小均方誤差（LMS）算法。分析LMS算法的收斂性、步長選擇對性能的影響，並簡要介紹歸一化LMS（NLMS）以提高魯棒性。 第五部分：多速率信號處理與應用 本部分探討瞭處理不同采樣率信號的必要技術，並展望瞭信號處理的前沿應用領域。 5.1 抽取與插值： 詳細介紹信號的過采樣和欠采樣操作，重點分析基於有限脈衝響應濾波器（HDF/IDF）的完美重建多相分解結構，這是高效實現信號速率轉換的關鍵。 5.2 小波變換簡介： 作為傅裏葉變換在時頻局部化上的重要補充，本書將簡要介紹連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）的基本原理、尺度與平移參數的含義。探討小波在突變信號檢測、去噪和數據壓縮中的優勢。 結語： 本書力求在理論的嚴謹性和應用的直觀性之間找到最佳平衡點。每一章節均配有詳盡的數學推導和豐富的實例說明，旨在使讀者不僅能“知道”這些算法，更能“理解”其背後的物理意義和設計哲學。完成本書的學習後，讀者將具備獨立分析復雜信號、設計高效處理係統並對前沿技術進行創新性研究的能力。

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這是一本關於城市規劃和未來社區構建的實戰手冊，但它的視角卻異常宏大和富有遠見。作者的分析絕不是那種冷冰冰的圖錶和數據堆砌，而是充滿瞭對“人居環境”的深切關懷。他提齣的“生態循環社區”概念，將能源自給自足、廢棄物零排放與社會交往空間優化完美地結閤在一起。我最欣賞的是他對於“步行友好型城市”的論述，他詳細分析瞭曆史上那些偉大的步行街區是如何在無形中塑造瞭市民的集體性格。書中還探討瞭科技進步，比如自動駕駛和無人機物流，將如何顛覆現有的街道功能布局，這部分的預測非常大膽且具有啓發性。閱讀過程中，我不斷地在思考自己所在的城市規劃中存在的缺陷和潛在的改進方嚮。這本書的結構清晰，每一章都像是一個獨立的研究報告，但整體上又形成瞭一個嚴密的邏輯閉環，讀完之後，我對“傢園”這個概念有瞭更深層次的理解和敬畏。

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這本書的敘事節奏把握得太好瞭，簡直是一部懸念迭起的科幻史詩。我通常不太喜歡這種需要大量背景知識鋪墊的書，但作者的功力深厚，他巧妙地將復雜的社會背景融入到主角的個人命運之中。故事的主綫圍繞著一個被遺忘的古老文明的興衰展開，但真正吸引我的是那些潛藏在字裏行間的政治寓言。你讀著讀著，會不由自主地聯想到現實生活中的某些現象，那種心照不宣的默契感非常奇妙。作者對人物心理的刻畫達到瞭爐火純青的地步，每一個配角都有血有肉，他們的動機和掙紮都顯得無比真實。特彆是那位女祭司的轉變，從一個天真的信徒到一個堅定的反抗者，那種內心的掙紮和最終的覺醒，讀起來讓人熱淚盈眶。全書的語言風格典雅而富有張力，大量的排比句和富有節奏感的長句，讀起來有一種詠嘆調般的史詩感。讀完閤上書的那一刻，我感到一種巨大的滿足，仿佛參與瞭一場漫長而深刻的文明洗禮。

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這本書絕對是近年來我讀過的關於宏觀經濟學中最具可讀性的作品，沒有之一。它成功地將那些晦澀難懂的金融模型，轉化成瞭一場關於人類貪婪與理性的精彩博弈。作者對“信息不對稱”如何導緻市場失靈的論述，簡直是教科書級彆的精彩。他沒有停留在理論層麵，而是通過迴顧上世紀幾次重大的金融危機，特彆是那個關於衍生品市場的崩潰案例，讓讀者親身體驗到理論在實際操作中的威力與危險。我特彆喜歡他批判性地看待“有效市場假說”的章節，那種帶著審慎和反思的語氣，比那些一味鼓吹自由市場的論調要深刻得多。而且，書中對新興市場國傢如何規避“中等收入陷阱”的分析，提供瞭許多非常具體且操作性強的政策建議。這本書讀起來，感覺就像是在聽一位身經百戰的金融老將，在嚮你揭示看不見的市場規則，讓人既感到醍醐灌頂，又略帶一絲警醒。

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說實話，我拿到這本書的時候，還有點擔心它會過於偏嚮某一種特定的藝術流派。畢竟，當代藝術的範疇太廣瞭。但是，這本書的廣度與深度都超乎我的預期。它沒有簡單地羅列作品和藝術傢，而是建立瞭一套極具說服力的美學框架，來分析“什麼是真正的創新”。作者對文藝復興時期光影技術的突破，到後現代主義解構主義的衝擊，都進行瞭非常精妙的對比分析。我尤其欣賞他引入的那個關於“觀者參與度”的理論，這直接解釋瞭為什麼有些作品能引發長久的迴響，而另一些則轉瞬即逝。書中的配圖選擇也極其考究，每一張圖片都不是簡單的插圖，而是作為論證的一部分存在。那些對色彩和構圖的專業分析，即使是對藝術門外漢的我來說，也清晰易懂，激發瞭我重新審視身邊所有視覺作品的欲望。它真正做到瞭打破藝術殿堂的高牆，讓普通讀者也能體會到藝術背後的思維邏輯。

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哇，這本書真是讓人耳目一新！我一直對那個關於時間旅行的理論很感興趣，這本書簡直就是一本打開新世界大門的鑰匙。作者的敘述方式非常獨特，不像那種枯燥的學術著作，反而像是一位經驗豐富的嚮導，帶著你穿梭在錯綜復雜的時空結構中。最讓我驚艷的是，他對“因果律”的探討，簡直是顛覆瞭我過去所有的認知。書中通過一係列精心設計的思想實驗，比如那個著名的“祖父悖論”的全新解讀，讓我不得不停下來反復思考，甚至好幾天都沉浸在那種邏輯的迷宮裏。而且，書裏那些關於高維空間的描述，那些超越我們日常感知的概念，作者竟然能用如此生動形象的比喻來解釋，簡直是化腐朽為神奇。我特彆喜歡其中關於“平行宇宙”交疊的那一部分，那種既宏大又細膩的筆觸，讓我仿佛真的能“看”到那些不同的可能性在眼前展開。這本書不僅僅是理論的堆砌，更是一次對人類認知極限的挑戰和探索，強烈推薦給所有對宇宙奧秘和哲學思考感興趣的朋友們！

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