《深入浅出数字信号处理》前言

以本博原创内容为框架的图书《深入浅出数字信号处理》2012年已经由北京航空航天大学出版社出版发行，以下是图书前言。

数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)是当前科学和工程领域最为热门的技术之一，广泛应用于通信、雷达、声纳、医学成像和音视频压缩等许多领域，给人们的生产和生活带来了许多革命性的变化和影响。

正因为如此，很多朋友都想好好学习数字信号处理。而且，几乎在任何一所工科院校的课程设置中，数字信号处理都是必修课程。但结果是很多人兴冲冲地来学，虽然也通过了考试，却对数字信号处理的很多基本概念只是一知半解，缺乏系统的认识，更谈不上用其观点去思考和解决工程实际中面临的具体问题。更有甚者，在学完之后，除了叹一声“太难”之外，几乎没有留下任何的印迹，当日后面临信号处理问题的时候，还要从头开始。这是为什么呢？

原因之一：现在绝大部分的数字信号处理书籍大都满是数学推导，让数字信号处理课程看起来像是数学分析课程。这使得很多学习者被淹没在数学公式的海洋中，根本找不到数字信号处理大厦的入口，更谈不上掌握其精髓。同样是因为数学推导过多，使得数字信号处理书籍的可读性普遍较差，很难引起初学者的阅读兴趣。原因之二：大部分数字信号处理书籍，特别是教材，离现实的工程应用太远。这使得很多学习者对很多信号处理概念缺乏清晰的物理概念，也使得学习缺乏落脚点。数字信号处理是一门实践性很强的学科，很多现实问题从信号处理的观点看很简单。但有很多的朋友，既掌握一定的信号处理理论，也对面临的现实问题有所了解，却很难将理论应用于现实问题的解决中。这个问题在初学者中非常普遍，也非常严重。

针对这些情况，编写了《深入浅出数字信号处理》这本书，希望少用数学公式，而充分利用时域与频域互换、向量图、MATLAB等直观、概念化的手段，给数字信号处理的基本概念尽量赋予清晰的物理意义，并将理论应用于工程实践，真正达到对数字信号处理的深入浅出。

以1965年FFT算法的提出为标志，数字信号处理经过多年的发展，体系庞杂，内容非常丰富。本书只介绍数字信号处理的基础部分，即常称的“经典”部分。全书内容安排如下：

第1章概述性地介绍了数字信号处理的发展历史、主要研究内容、优缺点、应用及数字信号处理的学习方法等内容。

第2章介绍了信号的基本概念，主要包括信号的定义、分类、信号的时域与频域描述及模拟信号的离散化等内容。第3章介绍了线性时不变系统的基本概念，主要包括系统的定义、分类、系统的特征信号、系统的时域描述、频域描述及Z变换等内容。

第4章介绍了信号与线性时不变系统的相互作用，主要包括卷积和相关。

第5章介绍了离散傅里叶变换，主要包括DFT的基本含义及其结果的理解、DFT的特性、常用信号的DFT、DFT的卷积理解、DFT与其他常用变换之间的关系、DFT在实际应用中应注意的问题等内容。第6章介绍了离散傅里叶变换的快速算法，即快速傅里叶变换，主要包括基2、基4及分裂基 FFT算法的基本原理与算法特点、FFT算法的几个应用技巧、Goertzel算法和ChirpZ算法这两类特殊的频率分析算法等内容。

第7章概述性地介绍了数字滤波器的基础知识，主要包括实际数字滤波器的性能参数、数字滤波问题的一般解决方案、数字滤波器的评估方法及低通滤波器与其他频率选择滤波器之间的关系等内容。第8章介绍了有限冲激响应滤波器，主要包括FIR滤波器的线性相位特性、FIR滤波器的系数计算方法、实现结构、有限字长影响及两类特殊的FIR滤波器等内容。第9章介绍了无限冲激响应滤波器，主要包括IIR滤波器的主要特征、IIR滤波器的系数计算方法、实现结构、有限字长影响及3类特殊的IIR滤波器等内容。

这些章节中，第2章和第3章是数字信号处理的最基础部分。第5章和第6章介绍的主要是频谱分析的内容，建议这两章一起阅读。第7~9章介绍的主要是数字滤波的问题，建议这3章一起阅读。为增强实用性，除第1章和第7章这两章概述性的章节外，其余章节都安排了相关的应用实例，并给出了完整的MATLAB分析代码。为了增强内容的可读性，每章都以杂谈的形式，介绍了信号处理发展史上的一些重要人物及重大事件。为了突出直观性，全书给出了约200幅图片来说明数字信号处理的基本原理与应用。

在编写的过程中，我们没有追求数学上的严密性和完备性，而是尽量以通俗的语言，以生活中触手可及的例子来强化信号处理基本概念的物理含义。我们也没有追求理论上的先进性，而是将经典的信号处理理论寓于工程实践，努力架起信号处理理论与现实世界应用之间的桥梁。我们不敢奢望这一本书就能彻底讲清信号处理的基本理论，但却希望这是一本像故事书一般可以躺着读的信号处理书，让读者在享受阅读快乐的同时，能够培养起用数字信号处理的观点来观察和思考现实世界的思维方式。或者，这点也不敢奢望，只要能对读者在某一个概念的理解上有所启发，我们就会感到心满意足。

限于作者的水平和经验，对于书中存在的疏漏或者错误之处，敬请读者批评指正。有兴趣的朋友可在本书的官方博客：blog.csdn.net/deepdsp与作者交流，或者发送邮件到：[e-mail]；还可发送邮件到：[e-mail]，与本书策划编辑进行交流。

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