前言

数字信号处理是科学技术领域中的一项非常重要的技术和方法，在人工智能技术飞速发展的今天，这一学科与不同专业领域的知识交叉融合，不断发展，成为电子信息类、计算机科学、自动控制、人工智能等专业学生必须掌握的专业基础技术。随着其课程教学内容和教学方法的不断进步与丰富，其教材内容也相应地进行着更新和完善。

本书是编者多年教学和课程建设探索的成果体现，系统总结了数字信号处理的基础知识、基本理论，并引入了教学过程中积累的Python程序语言在数字信号处理领域的基本分析、设计方法及算法实例。书中详细介绍了Python科学计算常用的安装包、函数库和编辑环境。Python语言应用广泛，其提供的丰富库文件能够满足数字信号处理教学中的实验和实践要求，对当前培养

信息类科技人才具有重要意义。

本书内容精练，教学重点包括信号的表示和基本运算、离散傅里叶变换及频谱分析方法、IIR和FIR滤波器的设计原理和方法等。同时，也介绍了信号处理的经典内容，包括Z变换、快速傅里叶变换、信号流图表示、多采样率信号处理和量化效应等。在经典理论基础上，第10章引入常用的特殊滤波器和实例分析，帮助读者培养在信号处理方面的学习兴趣，为从事高级信号处理工作打下基础。书中带*号的内容是选学内容，读者

可以根据实际专业需求决定是否需要掌握。本书大部分例题都与Python程序相结合，通过直观的演示和解释

使一些较难理解的理论知识更易于接受和实现，帮助读者建立清晰的物理概念、打下扎实的数字信号处理基础、掌握数字信号分析和处理的开发和设计工具。

本书根据内容精选课后习题。建议读者在学习过程中，先深刻理解理论知识，再分析和求解有代表性的例题，同时结

合Python练习，提高分析和解决问题的能力。

本书力求用简洁的语言解释数字信号处理的基础理论，为了提升学习效果，本书还提供了微课视频、经典习题练习等电子资源，并附有PPT教学课件供教师授课参考。

感谢徐筠益和崔一凡同学在前期准备过程中提供的帮助。同时，本书编写过程中参考了所列文献资料，在此向相关编者表示诚挚的感谢！

本书出版得到了清华大学出版社的大力支持，在此深表感谢！

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏，恳请广大读者批评指正。

编者

2026年4月