本书较系统地讨论了数字信号处理的基本理论、基本方法、基本算法，结合MATLAB仿真软件实现了典型的应用实例。全书共分为9章。第1~4章主要讨论了离散时间信号与系统、z变换、离散傅里叶变换和快速傅里叶变换。第5、6、7章讨论了数字滤波器的基本结构、无限长单位冲激响应（IIR）滤波器和有限长单位冲激响应（FIR）滤波器，利用MATLAB仿真软件设计滤波器的方法，并给出了大量实例。第8章结合TI公司的TMS320 系列DSP介绍了数字信号处理器及相关设计和应用的平台。第9章从语音和图像处理的角度出发，论述了DSP的应用实例。

本书结合实例进行论述，本书内容丰富，重点突出，条理清楚、深入浅出，还配有多种形式的习题，便于自学和快速应用。

本书可以作为大专院校通讯工程、电子信息工程、信息工程、自动控制工程和生物医学工程等专业的教材，也可以作为通信和信息技术、图像处理、遥感、雷达、语音处理和生物信息处理等领域从事信号处理的科学工作者的参考书。

随着信息科学和电子技术的飞速发展，数字信号处理的应用价值日益受到重视。为了培养高水平的相关技术人才，各大专院校目前都非常重视数字信号处理课程的建设，理论与实际应用相结合是数字信号处理课程学习和教学的重点。本书正是为了适应广大理工科本科生、研究生和相关科研技术工作者的这一需求而编写的。

本书是2009年出版的《数字信号处理原理与实践》的修订版，本书在第一版基础上，增加了大量的实践环节，使读者更加易于理解复杂的理论。本书共分为9章，包含三个部分： 数字信号处理的基本理论和算法（第1~4章）、数字滤波器的结构和设计（第5~7章），以及数字信号处理的应用（第8~9章）。

在第一部分中，第1章较详细地讨论了离散时间信号和系统的一些基本的概念，给出了离散时间信号的表示方式，以及一些信号处理中的常用的运算。建立了离散系统的概念以及离散系统的一些性质和表示方式。第2章介绍了z变换定义、收敛域、性质，z反变换及其计算，以及系统函数及其收敛域与系统性质的关系。第3章介绍了傅里叶变换的几种形式，以及周期序列的傅里叶级数、有限长序列的傅里叶变换和它们的重要性质，然后介绍了用DFT计算线性卷积的方法，最后介绍了二维离散傅里叶变换的定义和性质，第4章介绍了快速傅里叶变换的算法原理和计算机实现方法。

在第二部分中，第5章重点论述了数字滤波器的基本结构，第6章介绍了无限长单位冲激响应(IIR)滤波器的设计方法，第7章介绍了有限长单位冲激响应(FIR)滤波器的设计方法，在每章中都给出了在MATLAB环境下的滤波器设计方法和实例。

在第三部分中，结合TI公司的TMS320 系列芯片介绍了数字信号处理器、相关设计和应用的平台。并以实现信号滤波和图像处理为目标，分别论述了在CCS3.3软件仿真器、TMS320C5402 DSK板和TMS320DM642 EVM板上实现相关DSP应用实例的设计。

本书的一大特色就是充分利用MATLAB工具在数字信号处理中的作用，读者通过书中的MATLAB实例可以更好、更快地掌握数字信号处理的理论和计算机辅助设计技术。

本书由刘纪红、孙宇舸、叶柠、田亚男和赵振江编写完成。刘纪红对全书进行了统稿和审阅。

感谢研究所同仁提出的宝贵意见。

限于编者的水平，对书中不妥和错误之处，殷切希望读者能不吝指正。

编者2014年6月

绪论

第1章离散时间信号与系统

1.1离散时间信号——序列

1.1.1序列的定义与表示

1.1.2一些常用的时间序列

1.1.3序列的运算

1.1.4序列的周期性

1.1.5序列的能量与功率

1.2离散时间系统

1.2.1线性系统

1.2.2时不变系统

1.2.3单位冲激响应

1.2.4因果性

1.2.5稳定性

1.2.6可逆性

1.3线性时不变系统性质

1.4常系数线性差分方程

1.4.1常系数线性差分方程形式

1.4.2常系数线性差分方程的求解

1.4.3边界条件对差分方程的影响

1.4.4差分方程表示法的用途

1.5信号的数字化处理

1.5.1信号的采样

1.5.2信号的恢复

1.6系统的频率响应

本章小结

习题

第2章z变换

2.1z变换的定义和收敛域

2.1.1z变换的定义

2.1.2z变换的收敛域

2.2z变换的性质

2.3z反变换

2.3.1查表法

2.3.2幂级数展开法

2.3.3围线积分法

2.3.4部分分式法

2.4利用z变换求解差分方程

2.5系统函数

2.5.1系统函数的定义

2.5.2系统函数的收敛域

2.5.3由系统函数的零、极点确定频率响应

本章小结

习题

第3章离散傅里叶变换

3.1傅里叶变换的几种形式

3.2周期序列的离散傅里叶级数

3.2.1离散傅里叶级数的定义

3.2.2离散傅里叶级数的性质

3.3有限长序列的离散傅里叶变换

3.3.1离散傅里叶变换的定义

3.3.2DFT、DTFT和z变换的关系

3.3.3离散傅里叶变换的性质

3.4利用DFT计算线性卷积

3.5二维离散傅里叶变换

3.5.1二维离散傅里叶变换的定义

3.5.2二维离散傅里叶变换的性质

本章小结

习题

第4章快速傅里叶变换

4.1离散傅里叶变换存在的问题

4.2按时间抽取的基2 FFT算法

4.2.1算法的推导

4.2.2算法的讨论

4.3按频率抽取基2 FFT算法

4.4运算量进一步减少的方法

4.5IDFT的快速计算方法IFFT

4.6分裂基FFT算法

4.6.1基4 FFT算法

4.6.2分裂基算法

4.7快速傅里叶变换的MATLAB程序实现

4.8基于DFT和FFT的频谱分析

4.8.1频谱分析的概念

4.8.2频谱分析的参数选择

4.8.3频谱分析中的误差问题

本章小结

第5章数字滤波器的基本结构

5.1数字系统的信号流图表示方法

5.2无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的基本结构

5.2.1直接I型

5.2.2直接II型

5.2.3级联型

5.2.4并联型

5.3有限长单位冲激响应（FIR）滤波器的基本结构

5.3.1直接形式（横截型）

5.3.2级联型

5.3.3频率采样型

5.3.4线性相位FIR滤波器

本章小结

习题

第6章无限长单位冲激响应（IIR）滤波器

6.1引言

6.2由模拟滤波器设计IIR数字滤波器

6.3冲激响应不变法

6.4双线性变换法

6.5阶跃响应不变法

6.6频率变换法

6.7模拟频率变换法

6.7.1模拟低通滤波器变换成数字高通滤波器

6.7.2模拟低通滤波器变换成数字带通滤波器

6.7.3模拟低通滤波器变换成数字带阻滤波器

6.8数字频率变换法

6.9应用实例

本章小结

习题

第7章有限长单位冲激响应（FIR）滤波器

7.1引言

7.2线性相位FIR滤波器的特点

7.2.1线性相位条件

7.2.2线性相位的特点

7.2.3零点特性

7.3窗函数设计法

7.3.1设计思想

7.3.2各种窗函数

7.4频率采样法

7.5应用实例

本章小结

习题

第8章数字信号处理器

8.1数字信号处理器简介

8.2DSP系统及其开发和应用

8.2.1DSP系统构成

8.2.2DSP系统的特点

8.2.3DSP系统的设计过程

8.2.4DSP芯片的应用

8.3几种DSP芯片介绍

8.3.1TMS320C5402 DSP芯片

8.3.2TMS320VC5416 DSP芯片

8.3.3TMS320DM642 DSP芯片

8.3.4TMS320LF2407芯片

8.3.5TMS320F28027芯片

8.4DSP系统常用实验平台

8.4.1Code Composer Studio集成开发环境

8.4.2TMS320C5402 DSK板

8.4.3TMS320DM642 EVM板

8.4.4网络开发工具包NDK

8．4．5MATLAB/Simulink仿真软件

本章小结

第9章DSP应用实例

9.1DSP在语音处理中的应用

9.1.1语音处理功能的总体设计

9.1.2语音的采集和滤波器的理论设计

9.1.3基于TMS320C5402 DSK的功能实现

9.2DSP在运动目标跟踪中的应用

9.2.1总体设计

9.2.2MATLAB中仿真结果

9.2.3系统在TMS320DM642EVM板上的设计实现

9.2.4实验结果

9.3CCS中对彩色图像的二值化处理

9.3.1总体设计

9.3.2实现过程

9.3.3处理结果

9.4DSP在乐谱图像处理中的应用

9.4.1总体设计

9.4.2实现过程

9.4.3处理结果

9.5FIR滤波器综合性设计应用实例

9.5.1总体设计说明

9.5.2滤波器参数选择

9.5.3确定滤波器系数

9.5.4生成输入的合成信号

9.5.5实现DSP下的FIR程序

9.5.6运行步骤及仿真结果

本章小结

参考文献