《数字信号处理》系统地讲述了数字信号处理的基本概念、基本理论、基本算法和分析方法。《数字信号处理》共分11章，内容涵盖了信号处理的基础知识、离散时间信号与系统、X变换、离散傅里叶变换、多种快速傅里叶变换算法以及数字滤波器的结构、理论和设计方法。配合正文，在适当的章节引入MATLAB进行分析和仿真，每章都有理论应用于实践的介绍、丰富的例题和习题。《数字信号处理》适用于普通高等院校电气、电子、通信、自控等强、弱电类专业本科教学使用，也可供相关科技人员参考。

    数字信号处理是普通高等院校电气信息类及相关专业开设的重要的专业技术课程之一。虽然其基本理论已非常成熟，但随着近代信号处理理论的不断发展、为其辅助的计算和仿真工具不断更新以及当今新的学科领域和分支的相继涌现，相关专业的知识结构和相应的学时产生了变化。因此，有必要调整传统的教材内容，以适应新的教学大纲和教学要求。
    本书内容尽力兼顾强、弱电专业，力图紧密联系信息技术，并体现信息学科的特色。本书包括3部分，共11章内容，第一部分包括第1-4章，阐述数字信号处理的基础理论；第二部分由第5-9章组成，重点讲述数字滤波器的基本理论和设计方法，是数字信号处理研究的重要内容；第三部分包括第10、11章，包括上机实验和理论应用，目的是应用MATLAB掌握信号处理的复杂算法，有利于读者进一步加深对理论的理解。
    本书以掌握数字信号处理的基本算法为宗旨。在正文部分全面讲述数字信号处理知识，并根据需要适当地引入MATLAB进行仿真。同时，本书还强调将所学理论应用于实践，在大部分章节后面都有“综合实例”，以便读者了解实际应用中的数字信号处理理论，虽不能以偏概全，但希望可以激发读者对数字信号处理理论应用的兴趣，以便能在今后设计出更有实用价值的算法。另外，根据不同专业的要求，教学内容和教学学时也是不同的，本书带有“x”标识的章节，在讲授和学习过程中可以视情况进行取舍。
    学习本书要求具备必要的数学基础和信号系统知识。但为了避免和信号与系统课程的内容大量重复，本书在内容的取舍方面结合数字信号处理技术的发展进行了精心安排，保证了课程的完整性和可扩展性，扩大了应用专业的范围。

第1章 绪论
1.1 数字信号处理的发展历史
1.2 数字信号处理系统的基本组成
1.3 数字信号处理的简要特点
1.4 数字信号处理的应用领域
1.5 数字信号处理与MALAB的关系
小结
习题

第2章 离散时间信号与离散时间系统
2.1 离散时间信号
2.1.1 离散时间信号的数学表示
2.1.2 典型的离散时间信号——序列
2.2 离散时间信号的运算
2.3 离散时间系统
2.3.1 离散时间系统的线性
2.3.2 离散时间系统的时不变性
2.3.3 离散时间系统的因果性和稳定性
2.4 离散时间系统分析——差分方程
2.4.1 离散时间系统的描述
2.4.2 常系数线性差分方程的求解方法
2.5 综合实例
小结
习题

第3章 z变换及离散系统的频域分析
3.1 z变换
3.1.1 z变换的定义
3.1.2 z变换的收敛域
3.2 z反变换
3.2.1 留数法
3.2.2 幂级数法
3.2.3 部分分式法
3.3 z变换的性质和定理
3.4 z变换与拉普拉斯变换和傅里叶变换的关系
3.4.1 z变换与拉普拉斯变换的关系
3.4.2 z变换与傅里叶变换的关系
3.5 序列的傅里叶变换及性质
3.5.1 序列的傅里叶变换
3.5.2 序列傅里叶变换的性质
3.5.3 序列傅里叶变换的对称性
3.6 离散系统的频域分析
3.6.1 系统函数
3.6.2 系统函数和差分方程
3.6.3 因果稳定系统
3.6.4 系统频率响应的几何确定法
3.7 综合实例
小结
习题

第4章 离散傅里叶变换及其快速算法
4.1 傅里叶变换的几种形式
4.1.1 连续非周期时间信号的傅里叶变换
4.1.2 连续周期时间信号的傅里叶变换
4.1.3 离散非周期时间信号的傅里叶变换
4.1.4 离散周期时间信号的傅里叶变换
4.2 周期序列的离散傅里叶级数
4.2.1 离散傅里叶级数的导出
4.2.2 离散傅里叶级数的性质
4.3 离散傅里叶变换
4.4 离散傅里叶变换的性质
4.4.1 线性
4.4.2 循环移位
4.4.3 循环卷积
4.4.4 线性卷积与循环卷积之间的关系
4.4.5 共轭对称性
4.4.6 DFT与z变换的关系
4.4.7 DFT形式下的帕斯瓦尔定理
4.5 利用DF丁对连续信号进行谱分析
4.6 快速傅里叶变换
4.6.1 直接计算DFT的运算量
4.6.2 改进途径
4.6.3 按时间抽取的基－2FFT算法
4.6.4 按频率抽取的基－2FFT算法
4.6.5 N为组合数的FFT和基－4FFT
4.6.6 Chirp-z变换
4.7 FFT的应用
4.7.1 用FFT计算IDFT
4.7.2 实数序列的FFT
4.7.3 线性卷积的FFT算法
4.7.4 用FFT计算相关函数
4.8 综合实例
小结
习题

第5章 模拟滤波器的设计
5.1 模拟滤波器的逼近
5.2 巴特沃斯滤波器
5.3 切比雪夫滤波器
5.4 椭圆滤波器
5.5 综合实例
小结
习题

第6章 IIR数字滤波器的设计
6.1 根据模拟滤波器设计IIR数字滤波器
6.1.1 脉冲响应不变法
6.1.2 双线性变换法
6.2 IIR数字滤波器的最优化设计法
6.3 设计IIR数字滤波器的频率变换法
6.3.1 低通变换
6.3.2 高通变换
6.3.3 带通变换
6.3.4 带阻变换
6.4 综合实例
小结
习题

第7章 FIR数字滤波器的设计
7.1 FIR数字滤波器的线性相位特性
7.1.1 线性相位的定义
7.1.2 线性相位的条件
7.2 幅度特性
7.2.1 h(n)偶对称.N为奇数
7.2.2 h(n)偶对称.N为偶数
7.2.3 h(n)奇对称.N为奇数
7.2.4 h(n)奇对称.N为偶数
7.3 零点特性
7.3.1 零点的对称性
7.3.2 零点对称的4种情况
7.4 窗口函数法设计：FIR数字滤波器
7.4.1 窗函数法设计FIR数字滤波器的基本思想
7.4.2 常用的窗函数
7.5 频率采样法
7.5.1 频率采样法的基本原理
7.5.2 用频率采样法设计线性相位滤波器的约束条件
7.6 IIR和FIR数字滤波器的性能
综合比较
7.7 综合实例
小结
习题

第8章 数字滤波系统的网络结构与分析
8.1 数字滤波器的结构表示
8.2 FIR数字滤波器的网络结构形式
8.2.1 直接型
8.2.2 级联型
8.2.3 线性相位型
8.2.4 频率采样型
8.3 IIR数字滤波器的结构
8.3.1 IIR数字滤波器的特点
8.3.2 直接I型
8.3.3 直接Ⅱ型
8.3.4 级联型
8.3.5 并联型
8.4 数字滤波器的格型结构
8.4.1 全零点滤波器的格型结构
8.4.2 全极点滤波器的格型结构
8.4.3 零极点滤波器的格型结构
8.5 综合实例
小结
习题

第9章 数字信号处理中的有限字长效应
9.1.二进制的表示及其对量化的影响
9.1.1 定点二进制数
9.1.2 浮点二进制数
9.1.3 定点制的量化误差
9.2 A／D转换的量化效应
9.2.1 量化效应的统计分析
9.2.2 量化信噪比与所需字长的关系
9.2.3 量化噪声通过线性系统
9.3 数字滤波器的系数量化效应
9.4 数字滤波器运算中的有限字长效应
9.4.1 IIR数字滤波器的有限字长效应
9.4.2 FIR数字滤波器的有限字长效应
9.5 FFT算法的有限字长效应
小结
习题

第10章 数字信号处理的应用
10.1 数字语音信号处理
10.1.1 语音信号的数字化
10.1.2 数字化语音信号的存储及加窗
10.1.3 语音信号数字处理中的短时分析技术
10.1.4 语音合成
10.1.5 语音识别
10.2 数字图像处理
10.2.1 数字图像处理基础
10.2.2 图像增强
10.3 综合实例
小结
习题

第11章 上机与实验
11.1 MA7LAB基本操作
11.1.1 实验目的
11.1.2 实验原理
11.1.3 实验内容
11.1.4 实验分析
11.1.5 实验总结
11.2 典型离散信号及其MATLAB实现
11.2.1 实验目的
11.2.2 实验原理
11.2.3 实验内容
11.2.4 实验分析
11.2.5 实验总结
11.3 离散时间信号和离散时间系统
11.3.1 实验目的
11.3.2 实验原理
11.3.3 实验内容
11.3.4 实验分析
11.3.5 实验总结
11.4 离散时间信号的频域分析
11.4.1 实验目的
11.4.2 实验原理
11.4.3 实验内容
11.4.4 实验分析
11.4.5 实验总结
11.5 离散傅里叶变换及其快速算法
11.5.1 实验目的
11.5.2 实验原理
11.5.3 实验内容
11.5.4 实验分析
11.5.5 实验总结
11.6 IIR数字滤波器的设计
11.6.1 实验目的
11.6.2 实验原理
11.6.3 实验内容
11.6.4 实验分析
11.6.5 实验总结
11.7 FIR数字滤波器的设计
11.7.1 实验目的
11.7.2 实验原理
11.7.3 设计指标
11.7.4 实验要求
11.7.5 调试及结果测试
11.7.6 实验报告要求
11.7.7 思考题
参考文献

    如前所述，序列的傅里叶变换和z变换是数字信号处理中常用的重要数学变换，对于分析离散时间信号和系统有着非常重要的作用。但由于序列傅里叶变换是一种时域离散、频域连续的变换，且计算机只能计算有限长离散序列，因此序列傅里叶变换不便于用计算机进行处理。有限长序列傅里叶变换是一种时域离散、频域也离散的傅里叶变换，即本章将要讨论的离散傅里叶变换。离散傅里叶变换相对于离散时间信号的傅里叶变换（DTFT）更适用于计算机处理，同时DFT是实现离散时间信号分析的一种高效的计算工具，并且其存在快速算法（FFT），所以DFT不仅在理论上有重要意义，而且在各种数字信号处理的算法中也起着核心作用。特别是近年来计算机处理速度有了长足的发展，DFT和FFT就显得更为重要。
    由于有限长序列的离散傅里叶变换和周期序列的离散傅里叶级数（DFS）在本质上是相同的。为了更好地理解和掌握DFT和DFS，下面将首先讨论傅里叶变换的几种形式；然后讨论DFS，DFT的定义、物理意义及基本性质，频域采样，DFT的应用举例；最后讨论FFT的相关内容。
    众所周知，时域内信号可以表示成时间为自变量的函数，频域内频谱可以表示成频率为自变量的函数，而傅里叶变换是将时域和频域联系起来的工具，是时域内“信号”和频域内“频谱函数”之间的某种变换关系。由于自变量“时间”或“频率”可以是离散的，也可以是连续的，因此可以形成各种不同形式的傅里叶变换对，下面将逐一讨论。
    ……