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本书系统论述了离散时间信号处理的基本理论和方法，是国际信号处理领域中的经典权威教材。内容包括离散时间信号与系统，z变换，连续时间信号的采样，线性时不变系统的变换分析，离散时间系统结构，滤波器设计方法，离散傅里叶变换，离散傅里叶变换的计算，利用离散傅里叶变换的信号傅里叶分析，参数信号建模，离散希尔伯特变换，倒谱分析与同态解卷积。本书例题和习题丰富，具有实用价值。
作者简介
美国麻省理工学院（MIT）电气与计算机科学系Ford教授，MIT电子学研究实验室（RLE）首席研究员，美国国家工程院院士，IEEE会士，研究兴趣为通用领域的信号处理及应用，曾因出色的科研和教学工作多次获奖。另著有Signals and Systems。
目录
第1章 绪论
第2章 离散时间信号与系统
2.0 引言
2.1 离散时间信号
2.2 离散时间系统
2.3 线性时不变（LTI）系统
2.4 线性时不变系统的性质
2.5 线性常系数差分方程
2.6 离散时间信号与系统的频域表示
2.7 用傅里叶变换表示序列
2.8 傅里叶变换的对称性质
2.9 傅里叶变换定理
2.1 0离散时间随机信号
2.1 1小结
习题
第3章 z变换
3.0 引言
3.1 z变换
3.2 z变换收敛域的性质
3.3 z逆变换
3.4 z变换性质
3.5 z变换与LTI系统
3.6 单边z变换
3.7 小结
习题
第4章 连续时间信号的采样
4.0 引言
4.1 周期采样
4.2 采样的频域表示
4.3 由样本重构带限信号
4.4 连续时间信号的离散时间处理
4.5 离散时间信号的连续时间处理
4.6 利用离散时间处理改变采样率
4.7 多采样率信号处理
4.8 模拟信号的数字处理
4.9 在A/D和D/A转换中的过采样和噪声形成
4.10 小结
习题
第5章 线性时不变系统的变换分析
5.0 引言
5.1 LTI系统的频率响应
5.2 用线性常系数差分方程表征系统
5.3 有理系统函数的频率响应
5.4 幅度和相位之间的关系
5.5 全通系统
5.6 最小相位系统
5.7 广义线性相位的线性系统
5.8 小结
习题
第6章 离散时间系统结构
6.0引言
6.1 线性常系数差分方程的方框图表示
6.2 线性常系数差分方程的信号流图表示
6.3 IIR系统的基本结构
6.4 转置形式
6.5 FIR系统的基本网络结构
6.6 格型滤波器
6.7 有限精度数值效应概述
6.8 系数量化效应
6.9 数字滤波器中的舍入噪声效应
6.10 IIR数字滤波器定点实现中的零输入极限环
6.11 小结
习题
第7章 滤波器设计方法
7.0 引言
7.1 滤波器技术指标
7.2 由连续时间滤波器设计离散时间IIR滤波器
7.3 离散时间巴特沃思、切比雪夫和椭圆滤波器
7.4 低通IIR滤波器的频率变换
7.5 用窗函数法设计FIR滤波器
7.6 Kaiser窗法设计FIR滤波器举例
7.7 FIR滤波器的最佳逼近
7.8 FIR等波纹逼近举例
7.9 IIR和FIR数字滤波器的评价
7.10 增采样滤波器的设计
7.11 小结
习题
第8章 离散傅里叶变换
8.0 引言
8.1 周期序列的表示——离散傅里叶级数
8.2 离散傅里叶级数的性质
8.3 周期信号的傅里叶变换
8.4 对傅里叶变换采样
8.5 有限长序列的傅里叶表示——离散傅里叶变换
8.6 离散傅里叶变换的性质
8.7 用离散傅里叶变换实现线性卷积
8.8 离散余弦变换（DCT）
8.9 小结
习题
第9章 离散傅里叶变换的计算
9.0引言
9.1 离散傅里叶变换的直接计算
9.2 按时间抽取的FFT算法
9.3 按频率抽取的FFT算法
9.4 实现问题考虑
9.5 更一般的FFT算法
9.6 用卷积实现DFT
9.7 有限寄存器长度的影响
9.8 小结
习题
第10章 利用离散傅里叶变换的信号傅里叶分析
10.0 引言
10.1 用DFT的信号傅里叶分析
10.2 正弦信号的DFT分析
10.3 依时傅里叶变换
10.4 非平稳信号的傅里叶分析举例
10.5 平稳随机信号的傅里叶分析——周期图
10.6 利用自相关序列估计的随机信号谱分析
10.7 小结
习题
第11章 参数信号建模
11.0 引言
11.1 信号的全极点建模
11.2 确定性信号与随机信号建模
11.3 相关函数的估计
11.4 模型阶数
11.5 全极点频谱分析
11.6 自相关正规方程组的求解
11.7 格型滤波器
11.8 小结
习题
第12章 离散希尔伯特变换
12.0引言
12.1 因果序列傅里叶变换实部和虚部的充分性
12.2 有限长序列的充分性定理
12.3 幅度与相位间的关系
12.4 复序列的希尔伯特变换关系
12.5 小结
习题
第13章 倒谱分析和同态解卷积
13.0 引言
13.1 倒谱的定义
13.2 复倒谱的定义
13.3 复对数的性质
13.4 复倒谱的另一种表示
13.5 指数序列的复倒谱，最小相位和最大相位序列
13.6 复倒谱的计算
13.7 多项式求根法计算复倒谱
13.8 基于复倒谱的解卷积
13.9 一个简单的多径模型的复倒谱
13.10 在语音处理中的应用
13.11 小结
习题
附录A 随机信号
附录B 连续时间滤波器
附录C 部分习题答案
附录D 术语对照表
参考文献
前言
本书是我们于1975年出版的DigitalSignalProcessing一书的延续。那本非常成功的教科书出现在该技术领域还不成熟，刚刚开始进入快速发展的时期。在当时，这个主题只在研究生阶段和极少数学校里被讲授。1975版的这本书正是专门为这类课程写就的。目前，它仍旧在印刷并依然在美国本土和国际上许多学校被成功地使用。
到了20世纪80年代，信号处理研究、应用和实现技术的发展步伐都清晰地表明，数字信号处理（DSP）将实现并超越它在70年代就已显露出的巨大潜力。数字信号处理(DSP)所萌发出的重要性清楚地表明对原书进行修订和更新内容是势在必行的。在筹划修订本时，由于在技术领域以及相关课程的讲授水平和风格上都已经出现了很多变化，很显然最合适的是在原书的基础之上重写一本新书，而同时又让原书仍然可以继续出售。我们将那本1989年出版的新书定名为DiscreteTimeSignalProcessing，以强调该书所讨论的大部分理论和设计方法一般都是面向离散时间系统应用的，或者是模拟的，或者是数字的。
在编写DiscreteTimeSignalProcessing一书时，我们意识到DSP的基本原理已经普遍在大学本科阶段讲授了；有时甚至作为有关离散时间线性系统的第一门课程中的一部分内容，但更为普遍的是在第3学年和第4学年稍微高深一些的水平上讲授，或者作为最初的研究生专题课来讲授。因此，在处理像线性系统、采样、多采样率信号处理、应用以及谱分析这样一些方面的内容时进行大幅度扩展是合适的。另外，还用更多的例题来强调和说明一些重要概念。我们始终把精心构造的例题和课后作业题放在重要的地位，所以这本新书包含了400多道习题。
尽管该技术领域在理论和应用上还在继续发展，但其包含的基本原理和基础内容大多是一样的，虽然在突出的重点上，理解上和教学方法上做了一些垂炼。因此第二版DiscreteTimeSignalProcessing于1999年出版了。那个新版本是重要的修订本，目的就是要让离散时间信号处理这一学科对于大学生和实践工程师们来说都更加容易理解和接受，而没有在基本内容范围上做过多考虑。
第三版DiscreteTimeSignalProcessing是对第二版的重要修订。这个新版本对于大学和一年级研究生阶段的课程讲授方法的改变以及典型课程范围的变化做出了响应。它继承了重视学生和实践工程师们对于专题的可接受性以及关注基本工作原理和广泛适用性的传统。新版本的一个主要特征是结合并扩充了一些更为前沿的主题以及为了在该领域有效开展工作所必不可少的认识。第二版中的每个章节都进行了重要的审查和修改，并加入了一个全新的章节，还有一个章节被重新编入并在第一版基础上做了重大更新。伴随第三版的问世，RoseHulman技术学院的MarkYoder教授和WaynePadgett教授也开发完成了一个交互性较好的配套网站。后面的“配套网站”说明给出了关于网站更加全面的讨论。
自第二版以来，我们已经持续教授这门课程超过了10年，自然也为作业布置和测验创造出了一些新的题目。我们总是把精心构造的例题和课后作业题放在重要的地位，所以在第三版中包含了我们从这些题目中精选出的最好的130道题目，现在整本书的作业题总数超过了700道。在第二版中有的但未出现在第三版中的习题可以在网站上找到。
和本书的先前版本一样，我们假定读者已具备高等微积分的知识背景，并在复数和复变函数基础方面有较好的掌握。对包括拉普拉斯变换和傅里叶变换在内的连续时间信号的线性系统理论有些了解，仍然是一个基本的前提，而这些在大多数电气和机械工程系大学本科的课程安排中都是会有的。同时，在大多数大学本科课程中包含离散时间信号与系统、离散时间傅里叶变换和连续时间信号的离散时间处理的初步知识，现在也是很普遍的。
我们在大学本科高年级和研究生中讲授离散时间信号处理的经验告诉我们，从对这些主题进行仔细的回顾出发是很有必要的，这可以让学生从对基础内容的了解、对贯穿课程始终且伴随课本的统一符号框架的熟悉，发展到可以探讨更高深的主题。在大学本科低年级课程中关于离散时间信号处理的初步介绍，最通常的是让学生去学习解决许多数学变换问题，但在重新整理这些问题时，我们想让学生尝试对一些基本概念做更深入的推理。因此，在这一版的前五章中，我们保留了对这些基本知识的覆盖，并通过新的例题和扩展讨论对其进行了增强。在一些章的后面几节中，会涉及一些像量化噪声之类的内容，这就要求有随机信号方面的基础知识。在第2章和附录A中都将对此做了简单介绍。
过去十年间在DSP教学中发生了一个重大变革，那就是广泛地使用了类似MATLAB、LabVIEW和Mathematica等复杂的软件包，为学生们提供了具有强交互性的亲手操作经验。这些软件包使用起来方便简单，让我们有机会将离散时间信号处理中的基本概念和数学公式与涉及实信号和实时系统的实际应用联系起来。这些软件包有完备的说明文档、良好的技术支持和友好的用户界面，这些都使得学生们可以在不分心于对软件基础结构的深入研究和理解的基础上来方便地使用它们。现在，在许多信号处理课程中都普遍包含有利用一个或多个软件包实现的工程课题和练习题。当然，为了能够对学生的学习最有益，需要对这些课题和题目进行仔细的设计，应该强调基于概念、参数等内容的实验，而不是简单地照着书本操练。令人特别振奋的是，只要安装上这样一款强大的软件包，每个学生的笔记本电脑都能变成一个能够对离散时间信号处理概念和系统进行实验的新型实验室。
作为教师，我们一贯坚持寻找最好的方式，从而利用计算机资源改善我们学生的学习环境。我们仍然坚信教科书是在形式上最方便而且稳定的封装知识的最好方法。教科书的发展演进应该是相对缓慢的，这样才能保证一定程度上的稳定，并让学生们有时间来归纳整个技术领域的发展以及验证提出新思想的方法。
