数字信号处理——原理、算法与应用（第五版）（英文版）
定 价：158 元
丛书名：国外电子与通信教材系列
- 作者：（美）John G. Proakis（约翰·G. 普罗克斯）, Dimitris G. Manolakis（迪米特里· G. 马诺莱克斯）
- 出版时间：2022/8/1
- ISBN：9787121439810
- 出 版 社：电子工业出版社
- 中图法分类：TN911.72
- 页码：1148
- 纸张：
- 版次：01
- 开本：16开
本书全面系统地阐述了离散时间信号、系统和现代数字处理的基本原理。全书共15章，内容包括离散时间信号与系统、z变换及其在LTI系统分析中的应用、信号的频率分析、LTI系统的频域分析、信号的采样与重建、离散傅里叶变换的性质和应用、快速傅里叶变换算法、离散时间系统的实现、数字滤波器的设计、多速率数字信号处理、多速率数字滤波器组和小波、线性预测和最佳线性滤波器、自适应滤波器和功率谱估计。全书理论联系实际，并且提供了大量精心设计的习题。本书可作为电子工程、计算机工程、计算机科学、地球物理、气象、生物医学工程、遥感等学科高年级本科生与研究生一学期或两学期离散系统和数字信号处理的教材，也可供其他科技人员参考。
John G. Proakis，美国东北大学电子与计算机工程系教授，研究方向为数字通信与数字信号处理，主要包括自适应滤波、自适应通信系统、自适应均衡技术、多径衰落信道的通信、雷达侦测、信号参数估计、通信系统建模与仿真、最优化技术、统计分析等，已多次出版《数字信号处理》和《数字通信》等经典著作。
John G. Proakis，美国东北大学电子与计算机工程系教授，研究方向为数字通信与数字信号处理，主要包括自适应滤波、自适应通信系统、自适应均衡技术、多径衰落信道的通信、雷达侦测、信号参数估计、通信系统建模与仿真、最优化技术、统计分析等，已多次出版《数字信号处理》和《数字通信》等经典著作。
目录
第1章 引言/2
1.1 信号、系统和信号处理/2
1.1.1 数字信号处理系统的基本要素/4
1.1.2 数字信号处理相对于模拟信号处理的优势/5
1.2 信号分类/6
1.2.1 多通道信号和多维信号/6
1.2.2 连续时间信号与离散时间信号/9
1.2.3 连续值信号与离散值信号/10
1.2.4 确定性信号与随机信号/11
1.3 小结/12
习题/12
第2章 离散时间信号与系统/13
2.1 离散时间信号/14
2.1.1 一些基本的离散时间信号/15
2.1.2 离散时间信号分类/18
2.1.3 离散时间信号的简单处理/22
2.2 离散时间系统/26
2.2.1 系统的输入-输出描述/27
2.2.2 离散时间系统的框图表示/30
2.2.3 离散系统分类/33
2.2.4 离散时间系统的互连/41
2.3 离散时间线性时不变系统的分析/43
2.3.1 线性系统分析技术/44
2.3.2 将离散时间信号分解为冲激/45
2.3.3 LTI系统对任意输入的响应：卷积和/47
2.3.4 卷积的性质和LTI系统的互连/55
2.3.5 因果线性时不变系统/59
2.3.6 线性时不变系统的稳定性/61
2.3.7 具有有限持续时间和无限持续时间冲激响应的系统/64
2.4 差分方程描述的离散时间系统/65
2.4.1 递归和非递归离散时间系统/66
2.4.2 以常系数差分方程为特征的线性时不变系统/70
2.4.3 LTI系统在信号平滑中的应用/76
2.5 离散时间系统的实现/78
2.5.1 实现线性时不变系统的结构/79
2.5.2 FIR系统的递归和非递归实现/84
2.6 离散时间信号的相关性/86
2.6.1 互相关和自相关序列/88
2.6.2 自相关和互相关序列的性质/91
2.6.3 周期序列的相关性/95
2.6.4 输入-输出相关序列/98
2.7 小结/99
习题/100
计算机习题/116
第3章 z变换及其在LTI系统分析中的应用/122
3.1 z变换/122
3.1.1 直接z变换/123
3.1.2 逆z变换/131
3.2 z变换的性质/132
3.3 有理z变换/145
3.3.1 极点和零点/145
3.3.2 因果信号的极点位置和时域性质/149
3.3.3 线性时不变系统的系统函数/152
3.4 逆z变换/155
3.4.1 围线积分的逆z变换/155
3.4.2 幂级数展开的逆z变换/157
3.4.3 部分分式展开的逆z变换/159
3.4.4 有理z变换的分解/167
3.5 z域中线性时不变系统的分析/168
3.5.1 具有有理系统函数的系统响应/169
3.5.2 瞬态和稳态响应/170
3.5.3 因果关系和稳定性/171
3.5.4 极点-零点对消/173
3.5.5 多阶极点和稳定性/175
3.5.6 二阶系统的稳定性/176
3.6 单边z变换/180
3.6.1 定义和性质/181
3.6.2 差分方程的解/185
3.6.3 具有非零初始条件的零极点系统的响应/186
3.7 小结/189
习题/189
计算机习题/199
第4章 信号的频率分析/202
4.1 连续时间和离散时间信号中频率的概念/203
4.1.1 连续时间正弦信号/203
4.1.2 离散时间正弦信号/205
4.1.3 谐波相关复指数/208
4.1.4 模拟信号采样/210
4.1.5 采样定理/216
4.2 连续时间信号的频率分析/220
4.2.1 连续时间周期信号的傅里叶级数/222
4.2.2 周期信号的功率密度谱/225
4.2.3 连续时间非周期信号的傅里叶变换/230
4.2.4 非周期信号的能量密度谱/234
4.3 离散时间信号的频率分析/237
4.3.1 离散时间周期信号的傅里叶级数/237
4.3.2 周期信号的功率密度谱/241
4.3.3 离散时间非周期信号的傅里叶变换/244
4.3.4 傅里叶变换的收敛性/247
4.3.5 非周期信号的能量密度谱/250
4.3.6 傅里叶变换与z变换的关系/255
4.3.7 倒谱/257
4.3.8 单位圆上极点信号的傅里叶变换/258
4.3.9 信号的频域分类：带宽的概念/261
4.3.10 某些自然信号的频率范围/263
4.4 频域和时域信号的性质/264
4.5 离散时间信号的傅里叶变换的性质/267
4.5.1 傅里叶变换的对称性质/267
4.5.2 傅里叶变换定理和性质/274
4.6 小结/284
习题/285
计算机习题/295
第5章 LTI系统的频域分析/298
5.1 线性时不变系统的频域性质/298
5.1.1 对复指数和正弦信号的响应：频率响应函数/299
5.1.2 对正弦输入信号的稳态和瞬态响应/307
5.1.3 周期输入信号的稳态响应/309
5.1.4 非周期输入信号的稳态响应/310
5.2 LTI系统的频率响应/312
5.2.1 具有有理系统函数的系统的频率响应/312
5.2.2 频率响应函数的计算/315
5.3 LTI系统输出端的相关函数和频谱/319
5.4 作为频率选择滤波器的线性时不变系统/322
5.4.1 理想滤波器的性质/322
5.4.2 低通、高通和带通滤波器/326
5.4.3 数字谐振器/331
5.4.4 陷波滤波器/335
5.4.5 梳状滤波器/337
5.4.6 混响滤波器/341
5.4.7 全通滤波器/343
5.4.8 数字正弦振荡器/346
5.5 逆系统和反卷积/348
5.5.1 线性时不变系统的可逆性/349
5.5.2 最小相位、最大相位和混合相位系统/353
5.5.3 系统识别和反卷积/357
5.5.4 同态反卷积/359
5.6 小结/361
习题/362
计算机习题/377
第6章 信号的采样与重建/384
6.1 连续时间信号的理想采样和重建/384
6.2 连续时间信号的离散时间处理/395
6.3 连续时间带通信号的采样和重建/401
6.3.1 均匀或一阶采样/401
6.3.2 交错或非均匀二阶采样/407
6.3.3 带通信号表示/413
6.3.4 使用带通信号表示的采样/416
6.4 离散时间信号的采样/417
6.4.1 离散时间信号的采样和插值/417
6.4.2 带通离散时间信号的表示和采样/422
6.5 模数和数模转换器/423
6.5.1 模数转换器/424
6.5.2 量化和编码/425
6.5.3 量化误差分析/429
6.5.4 数模转换器/431
6.6 过采样数模和模数转换器/433
6.6.1 过采样数模转换器/433
6.6.2 过采样模数转换器/439
6.7 小结/440
习题/440
计算机习题/447
第7章 离散傅里叶变换：性质和应用/452
7.1 频域采样：离散傅里叶变换/452
7.1.1 离散时间信号的频域采样和重建/452
7.1.2 离散傅里叶变换（DFT）/457
7.1.3 作为线性变换的DFT/ 462
7.1.4 DFT与其他变换的关系/464
7.2 DFT的性质/468
7.2.1 周期性、线性和对称性/468
7.2.2 两个DFT的乘法和循环卷积/473
7.2.3 其他DFT性质/479
7.3 基于DFT的线性滤波方法/483
7.3.1 线性滤波中DFT的使用/484
7.3.2 长数据序列的过滤/488
7.4 使用DFT的信号频率分析/491
7.5 短时傅里叶变换/499
7.6 离散余弦变换/502
7.6.1 前向DCT/502
7.6.2 后向DCT/504
7.6.3 作为正交变换的DCT/505
7.7 小结/508
习题/509
计算机习题/514
第8章 DFT的高效计算：快速傅里叶变换算法/520
8.1 DFT的高效计算：FFT算法/520
8.1.1 直接计算DFT/ 521
8.1.2 计算DFT的分治法/522
8.1.3 基2 FFT算法/528
8.1.4 基4 FFT算法/536
8.1.5 分裂基FFT算法/541
8.1.6 FFT算法的实现/545
8.1.7 稀疏FFT算法/547
8.2 FFT算法的应用/548
8.2.1 两个实数序列的DFT的有效计算/548
8.2.2 2N点实数序列的DFT的有效计算/549
8.2.3 在线性滤波和相关中使用FFT算法/550
8.3 计算DFT的线性滤波方法/552
8.3.1 Goertzel算法/552
8.3.2 线性调频z变换算法/554
8.4 DFT计算中的量化效应/559
8.4.1 DFT直接计算中的量化误差/559
8.4.2 FFT算法中的量化误差/562
8.5 小结/565
习题/566
计算机习题/571
第9章 离散时间系统的实现/573
9.1 离散时间系统的实现结构/573
9.2 FIR系统的结构/575
9.2.1 直接形结构/576
9.2.2 级联形结构/577
9.2.3 频率采样结构/579
9.2.4 格形结构/584
9.3 IIR系统的结构/592
9.3.1 直接形结构/592
9.3.2 信号流图和转置结构/595
9.3.3 级联形结构/599
9.3.4 并联形结构/601
9.3.5 IIR系统的格形和格梯形结构/604
9.4 数的表示/611
9.4.1 数的定点表示/611
9.4.2 数的二进制浮点表示/615
9.4.3 舍入和截断产生的误差/618
9.5 滤波器系数的量化/623
9.5.1 滤波器系数量化灵敏度分析/623
9.5.2 FIR滤波器中系数的量化/630
9.6 数字滤波器中的舍入效应/634
9.6.1 递归系统中的极限环振荡/634
9.6.2 防止溢出的尺度变换/639
9.6.3 数字滤波器定点实现中量化效应的统计性质/641
9.7 小结/650
习题/651
计算机习题/662
第10章 数字滤波器的设计/665
10.1 一般考虑因素/666
10.1.1 因果关系及其影响/666
10.1.2 实际选频滤波器的性质/670
10.2 FIR滤波器的设计/671
10.2.1 对称和反对称FIR滤波器/671
10.2.2 使用窗口设计线性相位FIR滤波器/675
10.2.3 使用频率采样法设计线性相位FIR滤波器/682
10.2.4 最佳等波纹线性相位FIR滤波器的设计/688
10.2.5 FIR微分器的设计/700
10.2.6 希尔伯特变压器的设计/704
10.2.7 线性相位FIR滤波器设计方法的比较/708
10.3 由模拟滤波器设计IIR滤波器/710
10.3.1 通过导数近似的IIR滤波器设计/711
10.3.2 通过脉冲不变性设计IIR滤波器/715
10.3.3 通过双线性变换设计IIR滤波器/720
10.3.4 常用模拟滤波器的性质/725
10.3.5 基于双线性变换的数字滤波器设计的一些示例/735
10.4 频率变换/738
10.4.1 模拟域中的频率变换/738
10.4.2 数字域中的频率变换/740
10.5 小结/742
习题/743
计算机习题/749
第11章 多速率数字信号处理/756
11.1 简介/757
11.2 按因子D抽取/761
11.3 按因子I插值/766
11.4 按有理因子I/D进行采样率转换/768
11.5 采样率转换的实现/772
11.5.1 多相滤波器结构/772
11.5.2 滤波器和下采样器/上采样器的互换/773
11.5.3 使用级联积分器梳状滤波器的采样率转换/775
11.5.4 抽取和插值滤波器的多相结构/777
11.5.5 有理采样率转换的结构/780
11.6 采样率转换的多级实现/781
11.7 带通信号的采样率转换/785
11.8 任意因子的采样率转换/787
11.8.1 使用多相插值器进行任意重采样/788
11.8.2 使用Farrow滤波器结构进行任意重采样/788
11.9 多速率信号处理的应用/790
11.9.1 移相器的设计/790
11.9.2 具有不同采样率的数字系统接口/791
11.9.3 窄带低通滤波器的实现/792
11.9.4 语音信号的子带编码/793
11.10 小结/796
习题/796
计算机习题/802
第12章 多速率数字滤波器组和小波/806
12.1 多速率数字滤波器组/807
12.1.1 DFT滤波器组/807
12.1.2 均匀DFT滤波器组的多相结构/811
12.1.3 均匀DFT滤波器组的替代结构/813
12.2 双通道正交镜像滤波器组/816
12.2.1 消除混叠/818
12.2.2 QMF组的多相结构819
12.2.3 完全重建的条件/821
12.2.4 线性相位FIR QMF组/822
12.2.5 IIR QMF组/825
12.2.6 双通道FIR QMF组的完美重建/825
12.2.7 双通道仿酉QMF组/829
12.2.8 正交和双正交双通道FIR滤波器组/834
12.2.9 子带编码中的双通道QMF组/836
12.3 M信道滤波器组/836
12.3.1 M信道滤波器组的多相结构/839
12.3.2 M信道仿酉滤波器组/841
12.4 小波和小波变换/843
12.4.1 理想带通小波分解/845
12.4.2 信号空间和小波/850
12.4.3 多分辨率分析和小波/853
12.4.4 离散小波变换/855
12.5 从小波到滤波器组/862
12.5.1 膨胀方程/862
12.5.2 正交性条件/863
12.5.3 正交性和膨胀方程的含义/864
12.6 从滤波器组到小波/865
12.7 规则滤波器和小波/867
12.8 小结/872
习题/873
计算机习题/877
第13章 线性预测和最佳线性滤波器/879
13.1 随机信号、相关函数和功率谱/879
13.1.1 随机过程/880
13.1.2 平稳随机过程/881
13.1.3 统计（总体）平均值/881
13.1.4 联合随机过程的统计平均值/882
13.1.5 功率密度谱/884
13.1.6 离散时间随机信号/885
13.1.7 离散时间随机过程的时间平均值/886
13.1.8 平均遍历过程/887
13.1.9 相关遍历过程/888
13.1.10 LTI系统随机输入信号的相关函数和功率谱/890
13.2 平稳随机过程的新息表示/892
13.2.1 有理功率谱/895
13.2.2 滤波器参数和自相关序列之间的关系/896
13.3 前向和后向线性预测/897
13.3.1 前向线性预测/897
13.3.2 后向线性预测/900
13.3.3 格形前向和后向预测器的最佳反射系数/903
13.3.4 AR过程与线性预测的关系/904
13.4 正规方程的解/904
13.4.1 Levinson-Durbin算法/905
13.5 线性预测误差滤波器的性质/909
13.6 AR格形和ARMA格梯形滤波器/912
13.6.1 AR格形结构/912
13.6.2 ARMA过程和格梯形滤波器/914
13.7 用于滤波和预测的维纳滤波器/917
13.7.1 FIR维纳滤波器/918
13.7.2 线性均方估计中的正交性原理/920
13.7.3 IIR维纳滤波器/921
13.7.4 非因果维纳滤波器/926
13.8 小结/927
习题/928
计算机习题/933
第14章 自适应滤波器/937
14.1 自适应滤波器的应用/937
14.1.1 系统识别或系统建模/939
14.1.2 自适应信道均衡/940
14.1.3 宽带信号中窄带干扰的抑制/944
14.1.4 自适应谱线增强器/948
14.1.5 自适应噪声消除/948
14.1.6 自适应阵列/949
14.2 自适应直接形FIR滤波器——LMS算法/951
14.2.1 最小均方误差准则/952
14.2.2 LMS算法/954
14.2.3 相关随机梯度算法/957
14.2.4 LMS算法的性质/958
14.3 自适应直接形滤波器——RLS算法/965
14.3.1 RLS算法/965
14.3.2 LDU因式分解和平方根算法/970
14.3.3 快速RLS算法/972
14.3.4 直接形RLS算法的性质/974
14.4 自适应栅格格梯形滤波器/976
14.4.1 递推最小二乘格梯形算法/977
14.4.2 其他格形算法/998
14.4.3 格梯形算法的性质/999
14.5 自适应滤波算法的稳定性和鲁棒性/1003
14.6 小结/1004
习题/1005
计算机习题/1008
第15章 功率谱估计/1014
15.1 根据信号的有限持续时间观测估计频谱/1015
15.1.1 计算能量密度谱/1015
15.1.2 随机信号的自相关和功率谱估计：周期图/1020
15.1.3 DFT在功率谱估计中的应用/1025
15.2 功率谱估计的非参数方法/1028
15.2.1 Bartlett方法：平均周期图/1028
15.2.2 Welch方法：平均修正周期图/1029
15.2.3 Blackman和Tukey方法：平滑周期图/1032
15.2.4 非参数功率谱估计器的性能特征/1035
15.2.5 非参数功率谱估计的计算要求/1038
15.3 功率谱估计的参数方法/1040
15.3.1 自相关和模型参数之间的关系/1042
15.3.2 AR模型参数的Yule-Walker方法/1044
15.3.3 AR模型参数的Burg方法/1045
15.3.4 AR模型参数的无约束最小二乘法/1048
15.3.5 AR模型参数的序贯估计方法/1049
15.3.6 AR模型阶数的选择/1050
15.3.7 用于功率谱估计的MA模型/1051
15.3.8 功率谱估计的ARMA模型/1053
15.3.9 一些实验结果/1055
15.4 ARMA模型参数估计/1063
15.5 频谱估计的滤波器组方法/1068
15.5.1 周期图的滤波器组实现/1069
15.5.2 最小方差谱估计/1071
15.6 频谱估计的特征分析算法/1074
15.6.1 Pisarenko谐波分解法/1076
15.6.2 白噪声中正弦信号自相关矩阵的特征分解/1078
15.6.3 MUSIC算法/1080
15.6.4 ESPRIT算法/1081
15.6.5 阶数选择标准/1084
15.6.6 实验结果/1085
15.7 小结/1088
习题/1089
计算机习题/1099
附录A 随机数发生器/1100
附录B 用于设计线性相位FIR滤波器的过渡系数表/1106
参考文献和参考书目/1110
部分习题答案/1124
书单推荐
