第3版序言

本书第3版在第2版的基础上进行了修订和扩展，增加了3章（第1章、第10章、第11章）新内容并对4章（第5章、第7~9章）的内容做了进一步的扩展。本书的内容是汉堡理工大学的数字音频信号处理课程和汉堡赫尔穆特施密特大学多媒体信号处理课程的基础。为了进一步学习，您可以在网站上找到课程的幻灯片、练习题、MATLAB示例和交互式音频演示。

感谢Martin Holters博士的交互式音频演示和对网站的维护，感谢他和Lasse Kper对新的第10章“非线性处理”的贡献； 感谢Daniel Ahlers对第5章“音频处理系统”的贡献和更新； Purbaditya Bhattacharya和Patrick Nowak对第7章的“房间模拟”做出了贡献，并主要负责新的第11章“音频中的机器学习”的编写； 感谢Purbaditya Bhattacharya为第9章“音频编码”的内容提供了帮助； 感谢Etienne Gerat对第8章“动态范围控制”的改进和扩展； 最后，感谢这些年来这门课程的所有参与者，他们一直是我进步的动力。

Udo Zlzer

汉堡

2022年1月

第2版序言

第2版是第1版的修订和扩展版本，并提供了对改进内容的描述，以及新的热点和更多的参考文献。本书的内容是汉堡理工大学数字音频信号处理课程和汉堡赫尔穆特施密特大学多媒体信号处理课程的基础。

除了在第2版中介绍的数字音频信号处理的基础知识，也可以在《数字音频效果》（作者Udo Zlzer）一书中找到更先进的数字音频效果算法。

感谢Dieter Leckschat、Gerald Schuller、Udo Ahlvers、Mijail Guillemard、Christian Helmrich、Martin Holters、Florian Keiler、Stephan Mller、FrancoisXavier Nsabimana、Christian Ruwwe、Harald Schorr、Oomke Weikert、Catja Wilkens和Christian Zimmermann为此书所做的贡献。

Udo Zlzer

汉堡

2007年12月

第1版序言

数字音频信号处理用于记录和存储语音信号，可用于混音和数字产品的制作，用于信号到广播接收机的数字传输，以及用于消费产品，如光盘、数字录音带和计算机。在后面一种情况下，音频信号从麦克风一直到扬声器都是数字形式，可以使用快速数字信号处理器进行实时处理。

本书是数字音频信号处理高级课程的基础。我自1992年以来一直在汉堡理工大学讲授这门课程，它针对学习工程学、计算机科学和物理学的学生，也适用于消费电子和多媒体领域寻找音频信号处理问题解决方案的专业人士。本书将介绍数字音频信号处理系统的数学和理论基础，并重点讨论实现方面的典型应用。阅读者需具备系统理论、数字信号处理及多速率信号处理的知识。

本书分为两部分： 第一部分(第1~4章)介绍用于数字音频信号处理的硬件系统的基础； 第二部分(第5~9章)讨论处理数字音频信号的算法。第1章描述了音频信号从在录音棚录制到在家中再现的过程。第2章包含信号量化的表示、高频抖动技术，以及用于减少量化非线性效应的量化误差的频谱整形，最后比较了定点数和浮点数表示法，以及它们对格式转换和算法的相关影响。第3章描述信号的AD/DA转换方法，从奈奎斯特采样、过采样技术方法和ΔΣ调制开始，最后介绍AD/DA转换器的一些电路设计。第4章在介绍数字信号处理器和数字音频接口技术基础上，描述基于单处理器和多处理器解决方案的简单硬件系统。第5~9章中介绍的算法在很大程度上是在第4章中介绍的硬件平台上实现的。第5章描述数字音频均衡器，除递归音频滤波器的实现外，还介绍基于快速卷积和滤波器组的非递归线性相位滤波器，详细讨论递归滤波器的滤波器设计、参数化滤波器结构及减少量化误差的注意事项。第6章讨论房间模拟，阐述模拟人工房间脉冲响应的方法和测量脉冲响应的近似方法。第7章介绍音频信号的动态范围控制，这些方法应用于音频链中从麦克风到扬声器的几个位置，以适应记录、传输和收听环境的动态变化。第8章介绍同步和异步采样率转换的方法，介绍既适用于实时处理又适用于脱机处理的高效算法。第9章讨论无损和有损音频编码。无损音频编码应用于较高字长的存储，而有损音频编码在通信系统中起着重要的作用。

感谢Fliege教授（曼海姆大学）、Kammeyer教授（不来梅大学）和Heute教授（基尔大学）的意见和支持。感谢我在汉堡理工大学的同事们，尤其是Alfred Mertins博士、Thomas Boltze博士、Bernd Redmer博士、Martin Schnle博士、Manfred Schusdziarra博士、Tanja Karp博士、Georg Dickmann、Werner Eckel、Thomas Scholz、Rüdiger Wolf、Jens Wohlers、Horst Zlzer、Brbel Erdmann、Ursula Seifert和Dieter Gdecke。此外，我想对所有帮助我成功开展这项工作的学生说句谢谢。

特别感谢Saeed Khawaja在翻译期间的帮助，以及Anthony Macgrath博士对文本的校对。此外，还要感谢Jenny Smith、Colin McKerracher、Ian Stoneham和Christian Rauscher（Wiley）。

我还要特别感谢我的妻子Elke和女儿Franziska。

Udo Zlzer

汉堡

1997年7月