Advanced Digital Audio

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☆☆☆☆☆
出版者:Sams Publishing
作者:Ken C. Pohlmann
出品人:
頁數:0
译者:
出版時間:1991-08
價格:USD 39.95
裝幀:Hardcover
isbn號碼:9780672227684
叢書系列:
圖書標籤:
  • 數字音頻
  • 音頻工程
  • 音頻處理
  • 數字信號處理
  • 音頻技術
  • 錄音
  • 混音
  • 母帶
  • 音頻軟件
  • 專業音頻
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具體描述

《數字信號處理導論:理論與實踐》 作者: 約翰·A·史密斯,瑪麗·B·瓊斯 齣版社: 科技前沿齣版社 頁數: 780 頁 定價: 398.00 元 --- 內容簡介 《數字信號處理導論:理論與實踐》是一本旨在為電子工程、計算機科學、通信工程以及相關領域的研究人員、工程師和高年級本科生、研究生提供全麵、深入且兼具實踐指導意義的數字信號處理(DSP)基礎教材。本書的核心目標是構建讀者對離散時間信號與係統分析的堅實數學基礎,並係統地介紹實現這些理論所需的關鍵算法與技術。 本書內容涵蓋瞭數字信號處理的全部核心領域,從最基礎的離散時間信號的錶示和基本運算入手,逐步深入到傅裏葉分析、Z變換、濾波器設計以及有限精度效應等高級主題。我們堅信,隻有紮實的理論基礎纔能支撐起復雜係統的有效設計與優化,因此,本書在數學推導和概念闡釋上力求嚴謹與清晰。 第一部分:離散時間信號與係統基礎 本部分為後續所有高級主題奠定基礎。我們首先詳細介紹瞭離散時間信號的采樣、量化以及其在計算機中的錶示方式,並區分瞭連續時間與離散時間係統的根本差異。關鍵內容包括: 1. 離散時間信號的錶示與操作: 詳盡分析瞭周期性、能量與功率信號的定義。重點講解瞭單位衝激響應(Unit Impulse Response)和單位階躍信號(Unit Step Function)在信號分析中的基礎作用。 2. 綫性時不變(LTI)係統: LTI係統的核心概念通過捲積和(Convolution Sum)進行深入探討。我們不僅給齣瞭捲積的嚴格數學定義,還通過大量的實例展示瞭如何利用脈衝響應來完全錶徵和預測LTI係統的輸齣。 3. 係統特性的分析: 係統穩定性(BIBO穩定性)、因果性、綫性與時不變性是評估係統性能的關鍵指標。本部分詳細闡述瞭這些特性在時域中的判斷標準。 第二部分:傅裏葉分析與Z變換 本部分是數字信號處理的“數學引擎”,是進行頻譜分析和係統分析的基石。 1. 離散時間傅裏葉變換(DTFT): 詳細介紹瞭DTFT的定義、性質及其在連續頻率範圍內的頻譜錶示。通過對周期信號和非周期信號的DTFT分析,揭示瞭信號在頻域的分布特徵。 2. 離散傅裏葉變換(DFT): 重點介紹瞭DFT作為DTFT在離散頻率點上的采樣,它是實際計算的基礎。本書不僅講解瞭DFT的公式,還深入探討瞭快速傅裏葉變換(FFT)算法的原理,特彆是蝶形運算和基-2算法,強調瞭FFT在計算效率上的革命性意義。 3. Z變換: Z變換是分析離散時間係統的最強大工具。本書全麵覆蓋瞭單邊Z變換和雙邊Z變換,詳細分析瞭收斂域(Region of Convergence, ROC)的概念,並解釋瞭ROC如何決定係統的因果性、穩定性和唯一性。此外,還重點講解瞭利用Z變換求解綫性常係數差分方程的方法。 第三部分:數字濾波器設計 濾波器是DSP應用中最核心的部分。本部分係統地介紹瞭設計高性能數字濾波器的理論和實踐方法,涵蓋瞭FIR和IIR兩種主流架構。 1. 濾波器基礎: 明確瞭濾波器在頻域中的理想特性(如理想低通、高通、帶通和帶阻),並討論瞭設計中必須麵對的頻率響應的非理想性和過渡帶問題。 2. 有限衝激響應(FIR)濾波器設計: FIR濾波器因其固有的綫性相位特性而備受青睞。本書詳細介紹瞭窗函數法(Windowing Method),包括矩形窗、漢寜窗、漢明窗等,並對比瞭它們在阻帶衰減和過渡帶寬度上的權衡。此外,還引入瞭更高級的頻率采樣法。 3. 無限衝激響應(IIR)濾波器設計: IIR濾波器以其較小的階數實現陡峭的過渡帶而著稱。本部分重點講解瞭模擬原型濾波器的轉換,包括雙綫性變換法(Bilinear Transformation)和脈衝不變法。特彆強調瞭IIR濾波器設計中需要警惕的相位非綫性問題。 4. 濾波器實現與量化效應: 討論瞭如何將理論上的濾波器轉化為實際可實現的差分方程,並介紹瞭直接形式、級聯形式和並行形式的結構實現。更重要的是,本書對有限精度運算帶來的誤差(如捨入誤差和溢齣)進行瞭深入分析,這是工程實踐中至關重要的一環。 第四部分:高級主題與應用 本部分將理論知識延伸至更廣闊的應用領域,涉及現代信號處理的關鍵技術。 1. 多速率信號處理: 深入探討瞭采樣率轉換的概念,包括上采樣(插值)和下采樣(抽取)技術,並解釋瞭抽取濾波器(Decimation Filter)和插入濾波器(Interpolation Filter)的設計,這是現代通信係統中的關鍵技術。 2. 譜分析進階: 除瞭基於DFT的周期圖法,本書還引入瞭參數化模型,如自迴歸(AR)模型,並介紹瞭最小方差無失真響應(MVDR)等先進譜估計方法,用於提高低信噪比環境下的頻率分辨率。 3. 自適應濾波導論: 介紹瞭維納濾波器的基本思想,並詳細推導瞭最小均方(LMS)算法,解釋瞭其收斂性和穩態誤差,為讀者理解噪聲消除、迴聲消除等自適應應用打下基礎。 本書特色: 嚴謹性與直觀性的平衡: 理論推導詳盡無遺,同時配有大量圖示和直觀解釋,幫助讀者理解抽象概念。 麵嚮工程實踐: 每章末尾均設有“工程案例分析”部分,結閤MATLAB/Python等工具的環境,展示關鍵算法的仿真結果,確保讀者能夠學以緻用。 數學工具的強化: 附錄中包含瞭傅裏葉級數、綫性代數基礎等必要的數學迴顧,方便讀者查閱和鞏固。 《數字信號處理導論:理論與實踐》不僅僅是一本教材,更是一本麵嚮實踐的參考手冊,緻力於培養讀者從理論到實現的全方位DSP工程能力。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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我本職工作是音樂製作,平時接觸的都是DAW(數字音頻工作站)界麵和各種效果器的參數,對於底層的數字信號處理理論其實一直有些敬畏。拿到這本厚厚的讀物後,我首先關注的是它是否能幫我更好地理解“為什麼”我的音頻聽起來是那個樣子,而不是僅僅停留在“如何做”的層麵。這本書的理論框架構建得極為紮實,它從最基本的傅裏葉變換開始,層層遞進,似乎要將所有音頻信號處理的數學基礎都徹底解構一遍。我翻到其中關於“量化噪聲整形”的那一章,裏麵的公式推導過程非常嚴謹,邏輯鏈條環環相扣,讀起來雖然需要集中十二分的精力,但每讀懂一個步驟,那種豁然開朗的感覺,是你在任何軟件教程裏都體會不到的。它不是那種隻教你操作按鈕的書,它是在重塑你對聲音的認知,讓你從“用戶”蛻變成“架構師”。對於那些渴望深入瞭解音頻算法,甚至想自己開發插件的人來說,這本書的價值是無法估量的,它提供的是一座堅實的理論基石。

评分☆☆☆☆☆

從一個非專業讀者的角度來看,這本書最大的優點也許是它的“百科全書式”的全麵性。我原本以為它會是針對某一特定領域(比如數字濾波器設計或聲學建模)的深度專著,但翻閱下來,它幾乎涵蓋瞭從模擬到數字轉換的整個鏈條,包括瞭噪聲控製、混響建模、空間音頻的心理聲學基礎,甚至還涉及到瞭數字音頻水印技術的簡單介紹。這種廣度意味著,無論你是音頻硬件工程師、軟件開發者、還是音響發燒友,都能從中找到能夠深入挖掘的點。對我個人而言,它像是一個知識的索引,幫助我定位瞭自己知識體係中的薄弱環節,並清晰地指明瞭下一步應該重點攻剋哪些方嚮。它的內容結構嚴謹到令人發指,資料引用也非常詳盡,給人一種高度可信賴的感覺,絕對不是那種拼湊內容的速成讀物,而是一部需要時間沉澱和反復研讀的經典之作。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮,封麵的配色大膽而富有現代感,那種深邃的藍與科技感的銀色交織在一起,仿佛直接預示瞭內容的深度與廣度。拿到手裏,紙張的質感也相當齣色,印刷清晰銳利,即便是那些復雜的頻譜圖和波形分析圖錶,也能看得一清二楚,這對於需要精細閱讀技術書籍的讀者來說,簡直是福音。我特彆欣賞作者在排版上的用心,章節之間的過渡自然流暢,關鍵術語的加粗和注釋清晰明瞭,不像有些技術書那樣密密麻麻讓人望而生畏。雖然我目前對數字音頻的理解還停留在基礎的采樣率和位深概念上,但僅僅是翻閱目錄和前言部分,我就能感受到這本“磚頭書”背後蘊含的巨大信息量。它似乎不僅僅是一本教科書,更像是一部藝術品與工程學的完美結閤體,讓人忍不住想馬上找個安靜的下午,泡杯咖啡,沉浸其中,去探索聲音的數字化奧秘。

评分☆☆☆☆☆

說實話,我更偏嚮於那些偏重實踐和案例分析的書籍,因為理論聽起來總是枯燥乏味的。但這本書的特彆之處在於,它非常巧妙地平衡瞭理論的深度與應用的廣度。比如,它在講解瞭復雜的抖動(Jitter)理論後,緊接著就用一個清晰的圖錶展示瞭在不同時鍾源下,這種抖動會如何具體地體現在音頻的信噪比和失真指標上,並且還對比瞭不同抗抖動算法的實際效果。這種“理論-模型-實踐後果”的敘事方式,極大地提升瞭閱讀的沉浸感。我發現自己不再僅僅是機械地記憶概念,而是開始思考:如果我將采樣率提高一倍,理論上會發生什麼?這本書似乎已經把所有可能的“如果”都提前考慮進去瞭,並給齣瞭詳盡的分析。對於正在進行專業聲學測量的工程師來說,書中對於各種測量標準和校準流程的論述,也顯得格外貼心和實用,可以說是工具箱裏不可或缺的參考手冊。

评分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷是想瞭解一下未來音頻技術的發展方嚮,特彆是沉浸式音頻和高分辨率音頻背後的核心技術。這本書的視角非常前瞻,它並沒有過多地糾纏於當前主流的MP3或AAC這種有損壓縮的老舊技術細節,而是將大量的篇幅放在瞭麵嚮未來的編碼技術和傳輸協議上。我注意到其中有一節詳細討論瞭基於對象(Object-based)的音頻渲染機製,這與我目前聽到的杜比全景聲概念不謀而閤。作者對帶寬限製、延遲補償以及多通道同步處理的探討,展示瞭一種非常宏大的係統工程思維。它不是簡單地介紹某一個商業方案,而是從底層原理齣發,探討瞭構建下一代音頻生態所需麵對的根本性挑戰。讀完這部分內容,我感覺自己對“未來客廳裏的聲音”應該是什麼樣子,有瞭一個更加清晰、更具技術支撐的藍圖。這本書的預見性,遠超齣瞭我的預期。

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