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数字信号处理:工程师和科学家的实用指南: 前言

Posted on 2022-06-28 22:29  pencilCool  阅读(127)  评论(0编辑  收藏  举报

原文:https://learning.oreilly.com/library/view/digital-signal-processing/9780750674447/xhtml/B9780750674447500364.htm#cesectitle1

本书的目标和策略

技术世界的变化非常迅速。在短短15年内,个人电脑的功率已经增加了近千倍。从各方面来看,在未来15年内,它还将再增加一千倍。这种巨大的力量已经改变了科学和工程的方式,没有比数字信号处理更好的例子了。

在20世纪80年代初,DSP被作为电子工程的研究生课程来教授。十年后,DSP已经成为本科生课程的一个标准部分。今天,DSP是许多领域的科学家和工程师所需要的一项基本技能。不幸的是,DSP教育在适应这一变化方面进展缓慢。几乎所有的DSP教科书仍然是以传统的电气工程风格写成的,详细而严格的数学。DSP的功能非常强大,但如果你不能理解它,你就不能使用它!

这本书是为各种领域的科学家和工程师编写的:物理学、生物工程、地质学、海洋学、机械和电气工程,仅举几例。其目标是介绍实用技术,同时避免详细的数学和抽象理论的障碍。为了实现这一目标,在编写本书时采用了三种策略。

首先,对技术进行解释,而不是简单地通过数学推导证明其真实性。虽然包括了许多数学知识,但它并没有被用作传达信息的主要手段。没有什么能胜过由优秀插图支持的几个写得很好的段落。

第二,复数被当作一个高级话题,在理解了基本原理之后再学习。第1-29章解释了所有的基本技术,只使用代数,在极少数情况下,还使用了少量的初级微积分。第30-33章展示了复杂数学如何扩展了DSP的力量,提出了仅用实数无法实现的技术。许多人会认为这种方法是异端邪说! 传统的DSP教科书充满了复杂的数学,往往从第一章就开始了。

第三,使用非常简单的计算机程序。大多数DSP程序是用C、Fortran或类似语言编写的。然而,学习DSP与使用DSP有不同的要求。学生需要专注于算法和技术,而不被某种特定语言的怪癖所干扰。功率和灵活性并不重要,简单性才是关键。本书中的程序是以最直接的方式来教授DSP的,所有其他因素都被视为次要的。如果良好的编程风格能使程序逻辑更加清晰,那么就不考虑它了。比如说。

  • 使用简化版的BASIC图像

  • 包括行号

  • 唯一使用的控制结构是FOR-NEXT循环

  • 图像中没有I/O语句

这是我能找到的最简单的编程风格。有些人可能认为,如果这些程序是用C语言编写的,这本书会更好。

预期的读者

本书主要是为实用DSP的一年期课程而编写的,学生来自各种科学和工程领域。建议的先决条件是。

  • 实用电子学课程:(运放、RC电路等)。

  • 一门计算机编程课程(Fortran或类似的)。

  • 一年的微积分课程

本书的编写也考虑到了实践中的专业人士。书中讨论了许多日常的DSP应用:数字滤波器、神经网络、数据压缩、音频和图像处理,等等。这些章节尽可能地独立存在,不要求读者为解决某个具体问题而复习全书。