前言
数字信号处理是一门工程性、技术性和实践性很强的课程。随着开源软件的发展，Python语言以其简洁性、易读性以及可扩展性，被广泛地应用于数字信号处理的课程教学和实验中。Python标准库命名接口清晰、文档良好，很容易学习和使用。Python社区提供了大量的第三方模块，使用方式与标准库类似。第三方模块功能强大，可覆盖科学计算、Web开发、数据库接口、图形系统等多个领域，并且大多成熟且稳定。SciPy是一个开源的Python算法库和数学工具包，它基于NumPy科学计算库，用于数学、科学、工程学等领域。SciPy 包含的模块有最优化、线性代数、积分、插值、特殊函数、快速傅里叶变换、信号处理和图像处理、常微分方程求解和其他科学与工程中常用的计算。自2001年发布以来，SciPy 已经成为Python语言中科学算法的行业标准。Python完全免费，众多开源的科学计算库都提供了Python的调用接口。用户可以在任何计算机上免费安装Python及其绝大多数扩展库。

本书配以Python代码示例，由浅入深地向读者介绍数字信号处理的相关知识及其应用。本书共分7章。


第1章数字信号处理概述，介绍数字信号和系统概念，数字信号处理过程和优点，以及数字信号处理软件工具。

第2章离散时间信号和系统分析，介绍采样定理，离散时间信号与系统的时域分析，离散时间信号与系统的频域分析和系统函数。

第3章离散傅里叶变换，介绍傅里叶变换的4种形式： 离散傅里叶级数，离散傅里叶变换的定义及性质，频域采样，用DFT对连续时间信号逼近的问题和窗函数与加权。离散傅里叶变换是数字信号处理两大核心内容之一，本书对其理论、性质、特点等都
做了深入论述。

第4章快速傅里叶变换，介绍FFT算法的基本思想，基2按时间抽取的FFT算法，基2按频率抽取的FFT算法，实序列FFT算法和FFT的应用。

第5章数字滤波器的结构，介绍数字滤波器概述，无限冲激响应(Infinite Impulse Response,IIR)数字滤波器的结构和有限冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)数字滤波器的结构。

第6章无限冲激响应数字滤波器设计，介绍采用常用模拟低通滤波器进行IIR数字滤波器设计，采用脉冲响应不变变换法和双线性变换法从模拟滤波器设计数字滤波器。

第7章有限冲激响应数字滤波器，介绍线性相位FIR数字滤波器的特点，FIR数字滤波器的窗函数设计法和频率采样设计法。

每章都配以Python代码为示例，引导读者通过编程的方式来准确地理解数字信号处理的相关知识及其应用。此外，本书在GitHub上提供了Python信号处理程序示例源代码，方便读者下载阅读和调试运行。


配 套 资 源

 程序代码等资源：  扫描目录上方的“配套资源”二维码下载。

 教学课件、教学大纲等资源： 到清华大学出版社官方网站本书页面下载，或者扫描封底的“书圈”二维码在公众号下载。

 微课视频（470分钟，32集）：  扫描书中相应章节中的二维码在线学习。

 大模型智能助教： 该智能体基于智谱清言平台，使用说明详见“配套资源”。

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由于编者水平有限，书中难免存在不足，恳请广大读者批评指正。



编者2025年1月