《全相位數(shù)字譜分析方法》系統(tǒng)地闡述新的信號(hào)檢測方法——全相位數(shù)字譜分析方法，此方法解決了現(xiàn)有譜分析存在的譜泄漏突出和相位譜模糊的問題。
《全相位數(shù)字譜分析方法》將系統(tǒng)論述全相位譜分析理論的來源、原理、應(yīng)用價(jià)值，涉及的內(nèi)容包括全相位數(shù)據(jù)預(yù)處理、全相位FFT頻譜分析、基于譜內(nèi)插的全相位FFT頻譜校正理論、基于相位差的全相位頻譜校正理論、全相位密集譜校正理論、全相位FFT測相理論及其衍生測相方法、雙相位FFT譜分析方法、全相位DTFT譜分析方法、基于全相位譜分析的欠采樣互素譜感知、全相位譜分析的應(yīng)用舉例等內(nèi)容。鑒于當(dāng)前全相位譜分析理論已經(jīng)被同行在圖像分析、物聯(lián)網(wǎng)感知、光學(xué)工程、電力諧波分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷、通信、儀器儀表、雷達(dá)、水聲、語音處理、生物醫(yī)學(xué)等工程領(lǐng)域展開了大量應(yīng)用，故運(yùn)用《全相位數(shù)字譜分析方法》的新成果有望于進(jìn)一步提升現(xiàn)有的各工程領(lǐng)域的性能。
《全相位數(shù)字譜分析方法》全部研究成果都經(jīng)過了嚴(yán)格的理論推導(dǎo)、算法設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)等多層次的驗(yàn)證，另外，絕大多數(shù)的研究成果還配有MATLAB程序代碼，非常適合為從事工科門類中涉及信息檢測的科研工作的學(xué)者和工程師作參考。另外，就高等院校的讀者而言，可作為研究生參考資料，也適合于高年級本科生閱讀。
近年來，隨著以感知層為核心的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在通信、交通、電力、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、安防、軍用、海洋工程等各工程領(lǐng)域中的普遍展開，人類社會(huì)將逐漸進(jìn)入以“信息物理融合”為基礎(chǔ)的“第四次工業(yè)革命”時(shí)代。以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)牽引，衡量“工業(yè)4.0時(shí)代”是否成熟的一個(gè)重要標(biāo)志就是“生產(chǎn)高度數(shù)字化”。在這個(gè)時(shí)代背景下，泛在分布的傳感器采集到的數(shù)據(jù)必然呈現(xiàn)幾何級數(shù)的增長，而傳感器能否從海量數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確提取現(xiàn)場對象的內(nèi)在信息（即實(shí)現(xiàn)“智能感知”），就成了一個(gè)非常關(guān)鍵的因素。這迫切需要在信號(hào)處理領(lǐng)域有一套較系統(tǒng)和完善的信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。
信號(hào)處理所做的其實(shí)就是兩件事情：信號(hào)分解和信號(hào)重構(gòu)。通俗地說，信號(hào)分解要解決的是“分析信號(hào)包含哪些成分”的問題；信號(hào)重構(gòu)要解決的是“怎樣提取出想要的信號(hào)成分”的問題。由此展開一系列具體應(yīng)用，如信號(hào)分解衍生出了頻譜分析、各種變換、壓縮編碼、稀疏表示、陣列參數(shù)估計(jì)等；與此對應(yīng)，信號(hào)重構(gòu)衍生出了數(shù)字濾波、各種反變換、信號(hào)解碼、信號(hào)去噪、波束生成等。而從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來看，側(cè)重的是“感知”目標(biāo)對象的屬性、特征以及環(huán)境狀態(tài)，因而從信號(hào)處理角度來看，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更期望在信號(hào)分解理論上有所突破，特別是頻譜分析理論。
從數(shù)字信號(hào)處理的觀點(diǎn)來看，無論信號(hào)分解或重構(gòu)，都是建立在離散數(shù)據(jù)處理上的。而任何數(shù)字信號(hào)處理算法只能在有限長數(shù)據(jù)中進(jìn)行，這就實(shí)際上需要對信號(hào)作截?cái)啵財(cái)鄷?huì)使得信號(hào)處理（如數(shù)字濾波、譜分析、信號(hào)重構(gòu)等）的性能下降，這是個(gè)普遍存在而不可忽視的問題，也是數(shù)字信號(hào)處理這門學(xué)科不容回避的問題。
本書提出用“全相位處理方法”去解決數(shù)據(jù)截?cái)嘁鸬男盘?hào)處理性能下降的問題，其基本思路就是：考慮包含某樣點(diǎn)的所有可能的數(shù)據(jù)截?cái)嗲闆r并分別進(jìn)行處理，再有機(jī)綜合這些處理結(jié)果即得到最終的輸出。在命名這種新處理方法時(shí)，曾考慮過用“重疊信號(hào)處理”或“全重疊信號(hào)處理”等詞。侯正信教授提出的“全相位”這個(gè)詞是非常恰當(dāng)?shù)模叭笔侵刚w，即綜合考慮所有分段，“相位”是指局部，即某樣點(diǎn)對應(yīng)于輸入和輸出分段中所處的位置，因而“全相位”是個(gè)辯證統(tǒng)一的概念，既反映了以最大程度進(jìn)行重疊處理的外在形式，又蘊(yùn)含了其總體性能改善是源于對各子處理進(jìn)行有機(jī)綜合的內(nèi)在實(shí)質(zhì)。
若用全相位方法去處理因截?cái)嘁鸬淖V分析性能下降問題，就衍生出了本書的全相位譜分析理論。截?cái)鄦栴}的廣泛存在性，注定賦予了全相位譜分析理論在工程中的廣泛適用性。本書的全相位譜分析理論旨在解決譜分析領(lǐng)域的一系列難題，如相位估計(jì)、密集譜識(shí)別與估計(jì)、低頻實(shí)信號(hào)的頻率估計(jì)、欠采樣下信號(hào)的頻率估計(jì)、短樣本頻率估計(jì)等。
作者在2009年出版了專著《數(shù)字信號(hào)全相位譜分析與濾波技術(shù)》，該專著出版以來，學(xué)術(shù)界和工程界的同行們給予了較高的關(guān)注，并且專著所論述的學(xué)術(shù)方法在無線通信、儀器儀表設(shè)計(jì)、故障診斷、光學(xué)工程、雷達(dá)、水聲、生物醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)等各個(gè)工程領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。有關(guān)全相位信號(hào)處理方法的理論及應(yīng)用的論文如雨后春筍般出現(xiàn)（迄今為止，期刊論文數(shù)目達(dá)到600余篇，學(xué)位論文80余篇）。這些來自同行們的大量反饋對于本書的形成和完善起到了非常積極的推動(dòng)作用。
2009年的專著更側(cè)重于介紹全相位濾波，全相位譜分析僅少量內(nèi)容。而近幾年來，我們能感覺到，國內(nèi)同行對譜分析領(lǐng)域的需求更加廣泛，因而我們在全相位譜分析領(lǐng)域做了大量細(xì)化、深入和拓展性的新研究工作。本書把已被國內(nèi)同行驗(yàn)證符合工程應(yīng)用的全相位譜分析的新成果納入其中，對大多數(shù)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)作了更有深度的重新闡述，因而本書相比于2009年的專著，內(nèi)容豐富程度大幅度提高，覆蓋面更廣，這與國內(nèi)同行們的支持是分不開的。另外，本書還彌補(bǔ)了2009年專著的一個(gè)缺陷，就是為幾乎所有的學(xué)術(shù)內(nèi)容配備了MATLAB程序代碼（文件名與相應(yīng)的圖、表編號(hào)一致），這樣更方便于讀者加深對理論原理及應(yīng)用的理解。期望通過以上改進(jìn)，本書可以更有針對性、更深入地為同行研究提供支持。
本書獲得國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：61271322）和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：61434004）以及科技部863項(xiàng)目（批準(zhǔn)號(hào)：2015AAOIA703）資助。三十余年來，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)對我們在全相位信號(hào)處理的研究方向給予了持續(xù)支持，反映了國家對基礎(chǔ)研究的高度重視。我們也真誠期望能將基礎(chǔ)性研究成果回饋給國家和人民。
本書還得到了中國工程院毛二可院士、劉尚合院士的推薦和IEEEFellow、“長江學(xué)者”馬建國教授的充分肯定以及科學(xué)出版社魯永芳編輯的大力支持，天津大學(xué)青島海洋工程研究院信息工程研究所提供了清靜的寫作環(huán)境，另外，研究生張博、黎鳴詩做了一些勘誤工作，一并表示真誠感謝。
限于作者的水平，不妥之處在所難免，懇切希望讀者給予批評指正。
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黃翔東，1979年4月生，博士，天津大學(xué)副教授，中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)信號(hào)處理產(chǎn)業(yè)化分會(huì)理事。2007年3月獲天津大學(xué)信號(hào)與信息處理專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，同年4月留校工作至今。2009年6月晉升副教授。2009年和2011年分別赴香港大學(xué)和澳門大學(xué)做短期訪問學(xué)者，2013年赴美國特拉華大學(xué)做1年訪問學(xué)者。共計(jì)發(fā)表論文80余篇，其中以第1作者在IEEE Trans on Signal Processing，IEEE Signal Processing Letters等信號(hào)處理期刊上發(fā)表SCI檢索論文13篇，發(fā)表EI檢索論文50余篇，以第1發(fā)明人申請發(fā)明專利30項(xiàng)（以第1發(fā)明人授權(quán)專利12項(xiàng)）。出版學(xué)術(shù)專著2部，教材1本。作為項(xiàng)圈負(fù)責(zé)人獲得過3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、1項(xiàng)教育部博士點(diǎn)基金、1項(xiàng)軍工合作項(xiàng)目、1項(xiàng)天津市重點(diǎn)基金和1項(xiàng)天津大學(xué)B類青年基金資助，并參與1項(xiàng)國家重大儀器專項(xiàng)、1項(xiàng)973課題、4項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和多
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