Handbook of Recording Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Eargle, John

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 157.07

装帧:Pap

isbn号码:9780387284705

丛书系列:

图书标签:

• 录音工程
• 音频工程
• 录音技术
• 混音
• 母带
• 麦克风
• 音频处理
• 音乐制作
• 声学
• 专业音频

经典声学与信号处理的深度探索 《声学物理与数字信号处理基础》 本书旨在为专业人士和高级学生提供一个全面而深入的声学物理基础与数字信号处理（DSP）技术的综合性视角。我们摒弃了碎片化的介绍方式，力求构建一个严谨的理论框架，使读者能够透彻理解声音的产生、传播、感知机制，并掌握现代音频工程中不可或缺的数学与算法工具。 第一部分：声学基础——从分子振动到空间声场 本部分专注于声波的物理本质，这是所有音频技术应用的基石。我们将从流体力学和弹性理论的微观角度出发，构建宏观的声音模型。 第一章：介质中的波动现象 详细阐述了声波的产生机制，包括空气、液体和固体介质中的声压、质点速度与粒子位移之间的关系。重点分析了声阻抗的概念及其在不同介质界面上的反射与透射行为。我们采用解析方法推导了一维、二维乃至三维空间中的亥姆霍兹方程和波动方程的解，强调了平面波、柱面波和球面波的特性差异及其在实际声学环境中的适用性。 第二章：房间声学与声场分析 本章深入探讨了室内声学的复杂性。内容涵盖了驻波的产生机理、临界距离的定义，以及早期反射声、混响尾声的差异化处理。我们详细分析了如何利用声场参数（如混响时间 $T_{60}$、清晰度 $C_{80}$ 和间声比 $IACC$）来量化和评估空间听感。不同类型的吸声、扩散和隔声材料的微观作用机制，如基于赫姆霍兹共振器和法拉第孔隙的原理，被深入剖析。对于大型场馆的声学设计，我们提供了从几何声学模拟到基于射线追踪算法的现代分析方法。 第三章：人耳听觉的生理与心理声学 本部分超越纯物理学范畴，探索声音与人类感知的交汇点。详细介绍了听觉系统的结构和工作原理，特别是耳蜗的频率分析功能。核心内容包括：等响度曲线（Fletcher-Munson 曲线）、响度、清晰度和掩蔽效应的定量模型。我们引入了心理声学度量衡，如梅尔频率刻度、临界带宽（Critical Band）的精确计算，这对于理解音频编码和空间化技术至关重要。 第二部分：数字信号处理——理论与高效实现 本部分是现代音频处理的核心，它将物理声波转化为可操作的数字序列，并提供了重构和修改声音所需的数学框架。 第四章：离散时间信号分析 本章是所有数字处理的基础。它系统地介绍了采样定理（Nyquist-Shannon 定理）的严谨推导，以及量化误差（如量化噪声、抖动 Jitter）的统计分析。我们详细区分了理想采样与实际采样过程中的频谱泄漏（Spectral Leakage）现象，并解释了零阶保持（ZOH）和一阶保持（FOH）对信号重构的影响。 第五章：傅里叶变换的理论与应用 本章聚焦于信号在频域的表示。我们不仅详细推导了连续傅里叶变换（FT），还深入探讨了离散傅里叶变换（DFT）及其高效算法——快速傅里叶变换（FFT）。书中提供了关于 FFT 算法实现细节的深入分析，包括窗函数（如汉宁窗、海明窗）的选择标准、对频谱分辨率和旁瓣抑制的权衡。此外，还涵盖了短时傅里叶变换（STFT）在非平稳信号分析中的关键作用。 第六章：线性时不变（LTI）系统理论 系统的动态响应是理解滤波器的核心。本章从微分方程入手，过渡到差分方程，建立了 LTI 系统的脉冲响应（Impulse Response）与系统输出之间的卷积关系。详细分析了因果性和稳定性条件。本章将系统地介绍模拟滤波器（巴特沃斯、切比雪夫）的理论，并将其转化为数字域中的 IIR（无限脉冲响应）滤波器设计，同时深入讲解 FIR（有限脉冲响应）滤波器的非负相位特性及其在精确时序对齐中的优势。 第七章：数字滤波器设计与实现 本章是理论到实践的桥梁。我们提供了从技术规范（如通带边缘频率、阻带衰减）到具体系数计算的完整流程。对于 IIR 滤波器，重点分析了双线性变换法（Bilinear Transform）的频率映射机制及其导致的频谱折叠（Aliasing）问题。对于 FIR 滤波器，详细介绍了窗函数法、频率采样法和最优等波纹法（Parks-McClellan 算法）的设计流程。讨论了定点运算对滤波器性能的影响，以及量化噪声在滤波器级联中的传播模型。 第三部分：高级音频信号处理技术 本部分探讨了将基础理论应用于复杂音频任务的尖端方法。 第八章：语音与音乐的特征提取 本章侧重于如何从复杂的时域信号中提取有意义的特征。内容涵盖了梅尔频率倒谱系数（MFCC）的精确计算流程，基频（Pitch）估计的算法（如自相关法、AMDF 法），以及短时能量和过零率的统计分析。在音乐信息检索（MIR）的背景下，我们讨论了节奏（Tempo）检测和和弦识别的数字信号处理策略。 第九章：空间音频与声源定位 本章结合了心理声学和 DSP 技术，探讨如何模拟或再现三维声场。深入分析了头部相关传递函数（HRTF）的采集、插值和应用，这是实现双耳（Binaural）渲染的关键。讨论了基于时间差（TDOA）和相位差（PD）的声源定位算法，包括互相关技术和最小二乘优化在多麦克风阵列中的应用。 第十章：噪声与混响的数字消除 本章聚焦于信号增强技术。详细分析了随机噪声和周期性噪声（如电源嗡鸣）的频谱特征，并推导了维纳滤波（Wiener Filtering）在最小均方误差（MMSE）准则下的应用。对于混响的消除，我们探讨了反卷积（Deconvolution）技术，特别是基于盲反卷积和参考脉冲的解混响方法，并讨论了这些方法的局限性与数值稳定性问题。 附录：高等数学工具箱 本附录系统回顾了读者进行理论推导所需的高等数学知识，包括复变函数基础、拉普拉斯变换与 Z 变换的收敛域分析，以及矩阵代数在线性滤波算法中的应用。 本书的结构确保了读者在掌握了基础的声学和数字处理工具后，能够自信地深入研究更前沿的音频合成、分析与再现技术。每一个章节的推导都力求清晰、严谨，为读者提供坚实的理论支撑。

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