離散時(shí)間信號(hào)處理是指把信號(hào)用數(shù)字或符號(hào)表示的序列，通過(guò)計(jì)算機(jī)或通用（專用）信號(hào)處理設(shè)備，用數(shù)字的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行處理（如濾波、變換、壓縮、增強(qiáng)、估計(jì)、識(shí)別等），以達(dá)到提取有用信息便于應(yīng)用的目的。
信號(hào)是信息的物理表現(xiàn)形式，或者是傳遞信息的函數(shù)，而信息則是信號(hào)的具體內(nèi)容。同一種信號(hào)，如電信號(hào)，可以從不同角度進(jìn)行分類。按照信號(hào)的變量進(jìn)行分類，可將信號(hào)分為一維信號(hào)、二維信號(hào)、多維信號(hào)等。其中，若信號(hào)是一個(gè)變量（如時(shí)間）的函數(shù)，則稱為一維信號(hào)；若信號(hào)是兩個(gè)變量（如空間坐標(biāo) , ）的函數(shù)，則稱為二維信號(hào)；推而廣之，若信號(hào)是多個(gè)變量的函數(shù)，則稱為多維信號(hào)。本書僅討論一維信號(hào)。
變量的取值方式有連續(xù)與離散兩種，若變量（一般都看成時(shí)間）是連續(xù)的，則稱為連續(xù)時(shí)間信號(hào)；若變量是離散數(shù)值，則稱為離散時(shí)間信號(hào)。信號(hào)幅值的取值方式又分為連續(xù)和離散兩種方式（幅值的離散稱之為量化），因此組合起來(lái)應(yīng)該有以下4種情況。（1）連續(xù)時(shí)間信號(hào)：時(shí)間是連續(xù)的，幅值可以是連續(xù)的也可以是離散（量化）的；（2）模擬信號(hào)：時(shí)間是連續(xù)的，幅值是連續(xù)的；（3）離散時(shí)間信號(hào)（或稱為序列）：時(shí)間是離散的，幅值是連續(xù)的；（4）數(shù)字信號(hào)：時(shí)間是離散的，幅值是量化的。由于幅值是量化的，故數(shù)字信號(hào)可用一串?dāng)?shù)來(lái)表示，而每個(gè)數(shù)又可表示為二進(jìn)制碼的形式。本書僅討論離散時(shí)間信號(hào)的分析和處理。
系統(tǒng)一般指處理（或變換）信號(hào)的物理設(shè)備，或者進(jìn)一步說(shuō)，凡是能將信號(hào)加以變換以達(dá)到人們要求的各種設(shè)備都稱為系統(tǒng)。實(shí)際上，因?yàn)橄到y(tǒng)是完成某種運(yùn)算或操作的，因而我們還可把軟件編程也看成一種系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，按所處理的信號(hào)種類的不同可將系統(tǒng)分為四類。（1）模擬系統(tǒng)：處理模擬信號(hào)，系統(tǒng)輸入、輸出均為連續(xù)時(shí)間連續(xù)幅度的模擬信號(hào)；（2）連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)：處理連續(xù)時(shí)間信號(hào)，系統(tǒng)輸入、輸出均為連續(xù)時(shí)間信號(hào)。（3）離散時(shí)間系統(tǒng)：處理離散時(shí)間信號(hào)（序列），系統(tǒng)輸入、輸出均為離散時(shí)間信號(hào)；（4）數(shù)字系統(tǒng)：處理數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)輸入、輸出均為數(shù)字信號(hào)。
離散時(shí)間信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方法基本上可以分為兩種，即軟件實(shí)現(xiàn)方法和硬件實(shí)現(xiàn)方法。軟件實(shí)現(xiàn)方法是指按照原理和算法編寫計(jì)算機(jī)程序在通用計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)；硬件實(shí)現(xiàn)是指按照具體的要求和算法，設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)圖，用乘法器、加法器、延遲器、控制器、存儲(chǔ)器以及輸入/輸出接口等基本部件實(shí)現(xiàn)的一種方法。兩者比較起來(lái)，軟件實(shí)現(xiàn)方法更加靈活，只需更改程序中的有關(guān)參數(shù)即可調(diào)整系統(tǒng)的功能，但軟件實(shí)現(xiàn)方法的運(yùn)算速度較慢，一般達(dá)不到實(shí)時(shí)處理要求；而硬件實(shí)現(xiàn)方法的運(yùn)算速度快，可以達(dá)到實(shí)時(shí)處理要求，但是不靈活。采用專用的數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP芯片）實(shí)現(xiàn)的方法屬于軟硬件結(jié)合的方法。DSP芯片結(jié)合了離散時(shí)間信號(hào)處理的特點(diǎn)，內(nèi)部配有乘法器和累加器，結(jié)構(gòu)上采用了流水線工作方式以及并行結(jié)構(gòu)、多總線結(jié)構(gòu)，且配有適合離散時(shí)間信號(hào)處理的指令，是一類可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算的微處理器。使用DSP芯片實(shí)現(xiàn)離散時(shí)間信號(hào)處理已經(jīng)變成工程技術(shù)領(lǐng)域中的主要實(shí)現(xiàn)方法。
在實(shí)際中，離散時(shí)間信號(hào)處理通常通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而具有數(shù)字系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)。例如，離散時(shí)間信號(hào)處理具有精度高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。模擬系統(tǒng)的精度由元器件決定，而模擬元器件的精度很難達(dá)到 以上，而數(shù)字系統(tǒng)只要14位字長(zhǎng)就可達(dá)到 的精度。又因?yàn)閿?shù)字系統(tǒng)只有兩個(gè)信號(hào)電平0和1，因而受周圍環(huán)境的溫度及噪聲的影響較小。而模擬系統(tǒng)的各元器件易受到溫度、噪聲、電磁感應(yīng)等的影響。另外，離散時(shí)間信號(hào)處理還具有靈活性高、容易大規(guī)模集成的特點(diǎn)。數(shù)字系統(tǒng)中乘法器的系數(shù)等是存放在存儲(chǔ)器中的，因而只需要改變存儲(chǔ)的系數(shù)就可得到不同的系統(tǒng)，比改變模擬系統(tǒng)方便。而且由于數(shù)字部件具有高度規(guī)范性，便于大規(guī)模集成、大規(guī)模生產(chǎn)，而對(duì)電路參數(shù)要求不嚴(yán)，故產(chǎn)品成品率高。此外，離散時(shí)間信號(hào)處理還便于實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用、獲得高性能指標(biāo)，以及實(shí)現(xiàn)二維與多維處理等。
由于離散時(shí)間信號(hào)處理的突出優(yōu)點(diǎn)，使得它在通信、語(yǔ)音、雷達(dá)、地震探測(cè)、聲吶、遙感、生物醫(yī)學(xué)、電視、儀器中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。離散時(shí)間信號(hào)處理在濾波和變換方面的應(yīng)用包括數(shù)字濾波、卷積、相關(guān)、快速傅里葉變換、希爾伯特變換、自適應(yīng)濾波等；在通信方面的應(yīng)用包括自適應(yīng)差分脈沖調(diào)制、自適應(yīng)均衡、糾錯(cuò)編碼、信道復(fù)用、移動(dòng)電話、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)或數(shù)字信號(hào)的加密、擴(kuò)頻技術(shù)、回波抵消、軟件無(wú)線電等；在語(yǔ)音方面的應(yīng)用包括聲碼器、語(yǔ)音壓縮、數(shù)字錄音系統(tǒng)、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音增強(qiáng)、文本語(yǔ)音變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等；在圖形圖像方面的應(yīng)用包括圖像壓縮、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像重建、圖像變換、圖像分割、計(jì)算機(jī)視覺等；在軍事方面的應(yīng)用包括雷達(dá)處理、聲吶處理、導(dǎo)航、射頻調(diào)制解調(diào)器、偵察衛(wèi)星、航空航天測(cè)試、自適應(yīng)波束形成、陣列天線信號(hào)處理、水聽器陣列信號(hào)處理等。
本書內(nèi)容主要分為兩部分，其中，第1章至第6章主要介紹離散時(shí)間信號(hào)處理的基本概念和相關(guān)理論知識(shí)，第7章至第11章主要介紹離散時(shí)間信號(hào)處理的MATLAB仿真方法。
第1章介紹了離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)，包括離散時(shí)間信號(hào)、線性移不變（LTI）系統(tǒng)、離散時(shí)間系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的采樣等。
第2章介紹了離散時(shí)間信號(hào)的頻域分析，包括z變換的定義與收斂域、逆z變換、z變換的基本性質(zhì)和定理、離散時(shí)間傅里葉變換、離散時(shí)間傅里葉變換的性質(zhì)、周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù)、離散系統(tǒng)的頻域分析等。
第3章介紹了離散傅里葉變換，包括離散傅里葉變換的定義、離散傅里葉變換的矩陣表示、離散傅里葉變換的性質(zhì)、離散傅里葉變換的應(yīng)用、快速傅里葉變換等。
第4章介紹了數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)，包括數(shù)字濾波器的分類及表示方法、IIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)、FIR濾波器的基本結(jié)構(gòu)等。
第5章介紹了IIR濾波器設(shè)計(jì)方法，包括數(shù)字濾波器的基本概念、模擬濾波器的設(shè)計(jì)、沖激響應(yīng)不變法、雙線性變換法、數(shù)字IIR濾波器的譜變換等。
第6章介紹了FIR濾波器設(shè)計(jì)方法，包括線性相位、窗函數(shù)設(shè)計(jì)法等。
第7章介紹了MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)，包括MATLAB概述，MATLAB工作界面，數(shù)值、變量及表達(dá)式，數(shù)組和矩陣運(yùn)算，圖形繪制等。
第8章介紹了序列及離散系統(tǒng)的MATLAB仿真，包括離散時(shí)間信號(hào)及采樣定理、典型的離散序列、序列的運(yùn)算、離散時(shí)間系統(tǒng)、z變換和逆z變換、離散系統(tǒng)的z域描述等內(nèi)容的MATLAB仿真。
第9章介紹了傅里葉變換的MATLAB仿真，包括離散時(shí)間傅里葉變換、周期序列的離散傅里葉級(jí)數(shù)、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換等內(nèi)容的MATLAB仿真。
第10章介紹了IIR濾波器設(shè)計(jì)的MATLAB仿真，包括模擬濾波器的設(shè)計(jì)、IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)、IIR數(shù)字濾波器的應(yīng)用等內(nèi)容的MATLAB仿真。
第11章介紹了FIR濾波器設(shè)計(jì)的MATLAB仿真，包括FIR濾波器的窗函數(shù)設(shè)計(jì)、FIR濾波器的應(yīng)用等內(nèi)容的MATLAB仿真。
本書由江西師范大學(xué)的王芳、陳勇，以及西北工業(yè)大學(xué)的何成兵等合作編寫完成，本書的編寫得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（61601209），江西省自然科學(xué)基金（20171BAB202003），以及江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（GJJ160338）等的支持。限于編者水平，難免有錯(cuò)誤或不完善之處，懇請(qǐng)廣大讀者予以批評(píng)指正。

編著者