| 商品基本信息,请以下列介绍为准 | |
| 商品名称: | 统计信号处理基础——实用算法开发(卷III) 电子与通信 书籍 |
| 作者: | (美)Steven M. Kay(S. M. 凯) |
| 定价: | 79.0 |
| 出版社: | 电子工业出版社 |
| 出版日期: | 2018-02-01 |
| ISBN: | 9787121276071 |
| 印次: | |
| 版次: | 1 |
| 装帧: | 平装-胶订 |
| 开本: | 16开 |
| 内容简介 | |
| 本书是作者Steven M. Kay关于统计信号处理三卷书中的*后一卷,该卷建立了覆盖前两卷的综合性理论,在设计解决实际问题的优良算法方面帮助读者开发直观和专业的方法。本书先评述开发信号处理算法的方法,包括数学建模、计算机模拟、性能评估。通过展示设计、评估、测试的有用解析结果和实现,将理论与实践联系起来。然后从几个关键的应用领域介绍了一些经典的算法。*后引导读者将算法转换成MATLAB程序来验证得到的解。全书主题包括:算法设计方法;信号与噪声模型的比较和选择;性能评估、规范、折中、测试和资料;应用大定理的*方法;估计、检测和谱估计算法;完整的案例研究:雷达多普勒中心频率估计、磁信号检测、心率监测等。 |
| 目录 | |
| 目 录 部分 方法论与通用方法 第1章 引言2 1.1 动机和目标2 1.2 核心算法3 1.3 容易的、难的和不可能的问题3 1.4 增加成功的概率—提升直觉8 1.5 应用领域8 1.6 注意事项9 1.6.1 信号类型9 1.6.2 本书的特点和符号表示9 1.7 小结10 参考文献10 附录1A 练习解答11 第2章 算法设计方法13 2.1 引言13 2.2 一般方法13 2.3 信号处理算法设计实例18 2.4 小结29 参考文献29 附录2A 多普勒效应的推导30 附录2B 练习解答31 第3章 信号的数学建模33 3.1 引言33 3.2 信号模型的分层(分类)34 3.3 线性与非线性确定性信号模型37 3.4 参数已知的确定性信号(类型1)38 3.4.1 正弦信号38 3.4.2 阻尼指数信号39 3.4.3 阻尼正弦信号39 3.4.4 相位调制信号39 3.4.5 多项式信号40 3.4.6 周期信号41 3.5 具有未知参数的确定性信号(类型2)42 3.5.1 一般考虑42 3.5.2 多项式信号模型42 3.5.3 周期信号模型44 3.5.4 非线性和部分线性信号47 3.6 具有已知PDF的随机信号(类型3)49 3.6.1 一般考虑49 3.6.2 随机正弦模型—零均值51 3.6.3 随机正弦模型—非零均值51 3.6.4 贝叶斯线性模型52 3.6.5 其他具有已知PDF的随机模型53 3.7 PDF具有未知参数的随机信号(类型4)53 3.8 小结53 参考文献54 附录3A 练习解答54 第4章 噪声的数学建模57 4.1 引言57 4.2 一般噪声模型57 4.3 高斯白噪声59 4.4 高斯色噪声61 4.5 一般高斯噪声66 4.6 IID非高斯噪声71 4.7 随机相位正弦噪声74 4.8 小结75 参考文献76 附录4A 随机过程的概念和公式76 附录4B 高斯随机过程78 附录4C AR PSD的几何解释79 附录4D 练习解答80 第5章 信号模型选择84 5.1 引言84 5.2 信号建模85 5.2.1 路图85 5.3 示例86 5.4 参数估计89 5.5 模型阶数的选择90 5.6 小结94 参考文献94 附录5A 练习解答94 第6章 噪声模型选择97 6.1 引言97 6.2 噪声建模97 6.2.1 路图97 6.3 示例99 6.4 噪声特性的估计105 6.4.1 均值106 6.4.2 方差106 6.4.3 协方差107 6.4.4 自相关序列108 6.4.5 均值向量和协方差矩阵108 6.4.6 PDF110 6.4.7 PSD114 6.5 模型阶数的选择116 6.6 小结117 参考文献118 附录6A 置信区间118 附录6B 练习解答120 第7章 性能评估、测试与文档124 7.1 引言124 7.2 为什么采用计算机模拟评估124 7.3 统计意义下的性能度量指标125 7.3.1 参数估计的性能度量指标126 7.3.2 检测性能的度量指标127 7.3.3 分类性能度量标准130 7.4 性能边界133 7.5 与渐近性能134 7.6 灵敏度135 7.7 有效性能比较136 7.8 性能/复杂性的折中138 7.9 算法软件开发138 7.10 算法文档142 7.11 小结142 参考文献143 附录7A 算法描述文档中包括的信息检查表143 附录7B 算法描述文档样本145 7B.1 问题与目标145 7B.2 历史145 7B.3 假设145 7B. |
我是一名刚开始接触信号处理的研究生,感觉这个领域非常庞大和复杂。在众多的参考书中,这本《统计信号处理基础——实用算法开发(卷III)》是我最喜欢的。它的讲解方式非常独特,不像很多教材那样上来就堆砌公式,而是从实际问题出发,循序渐进地引导读者理解。我印象特别深刻的是,书中关于信道估计和均衡的讲解。在我的研究方向中,信道估计是一个非常关键的环节,而传统的最小二乘估计方法,往往在信噪比低的情况下效果不佳。书中却引入了更先进的方法,比如最大似然估计和贝叶斯估计,并详细解释了它们是如何克服传统方法的局限性的。更重要的是,书中给出了大量的伪代码和具体的实现细节,我尝试着将书中的算法应用到我的仿真实验中,发现效果比我之前使用的算法有了显著的提升。这让我对信道估计有了更深刻的理解,也更有信心去应对我研究中的挑战。此外,书中还涉及到了许多关于多用户通信和 MIMO 系统的先进技术,比如空间复用、波束成形等等。虽然这些内容对我来说还比较前沿,但我能够感受到它们在未来通信技术中的重要性。这本书就像是一扇窗户,让我得以窥见信号处理领域的前沿发展。我尤其欣赏书中在讲解每一个算法时,都会提到其在具体应用场景中的优缺点,以及如何根据实际情况进行选择和优化。这种“授人以渔”的教学方式,让我能够真正地掌握信号处理的精髓,而不是仅仅停留在表面。
评分我通常对“基础”类的书籍不太感冒,总觉得它们比较枯燥,而且理论性太强,离实际应用比较远。但是,这本《统计信号处理基础——实用算法开发(卷III)》却彻底颠覆了我的认知。它让我看到了,即便是“基础”的概念,也可以被讲得如此生动有趣,而且实用性如此之强。我一直对一些随机信号的分析和处理感到困惑,比如如何理解随机过程的平稳性,如何计算功率谱密度等等。书中用非常形象的比喻,比如“一个持续变化的声波”,来解释这些抽象的概念,让我一下子就茅塞顿开。它不仅仅是给出数学定义,而是通过生活化的例子,让我能够直观地理解这些概念的物理含义。更让我惊喜的是,书中在讲解完理论之后,会立即给出如何将这些理论转化为实际算法的开发步骤。我记得我曾经需要做一个关于信号去相关的项目,我尝试了很多资料,但总感觉差了点什么。后来,我翻到这本书里关于协方差矩阵和去相关的章节,它详细地讲解了如何利用协方差矩阵来衡量信号之间的相关性,以及如何通过对信号进行正交化来达到去相关的目的。书中还提供了详细的伪代码,我跟着代码一步步地实现了我的去相关算法,效果非常好。这本书最大的特点,就是它能够将“理论”和“实践”完美地结合起来。它不仅仅是让你理解了“为什么”,更让你掌握了“怎么做”。这对于我这种动手能力比较强的人来说,简直是福音。我能够一边阅读理论,一边动手去实现,从而加深理解,并且能够立即看到成果。这本书为我打开了信号处理的全新视角,让我对这个领域充满了热情。
评分这本书给我最大的惊喜,是它在理论讲解之外,还提供了大量的“工程经验”。我是一名在通信公司工作的工程师,经常需要将理论算法落地到实际产品中。很多时候,理论上的完美算法,在实际工程中会遇到各种各样的问题,比如计算复杂度过高、鲁棒性不够好、参数调整困难等等。这本书却在这方面给了我很多启发。让我印象深刻的是,书中在讲解自适应滤波器的时候,不仅仅是讲解了 LMS、RLS 等基本算法,还重点讨论了这些算法在实际应用中的一些“坑”。比如,在讲解 LMS 算法的时候,它提到了步长参数的选择对收敛速度和稳态误差的影响,并给出了一个经验性的选择方法。这对于我来说,简直是救命稻草。我曾经因为步长参数选择不当,导致算法性能非常糟糕,浪费了很多调试时间。读到这本书之后,我才明白了其中的奥秘。另外,书中还提到了许多关于算法工程化的技巧,比如如何进行数值稳定性分析,如何进行并行化处理,以及如何进行性能评估等等。这些内容对于我将理论算法转化为可部署的工程代码,起到了至关重要的作用。我记得我曾经需要实现一个用于背景噪声消除的算法,我尝试了很多书上的经典算法,但效果总是不如人意。后来,我翻到这本书里关于噪声抑制的章节,它不仅仅是介绍了几种算法,还详细地讨论了如何根据噪声的特性来选择合适的算法,以及如何进行参数的优化。我按照书中的建议,对算法进行了调整,结果效果立竿见影。这本书让我感觉,它不仅仅是在教我信号处理的知识,更是在教我如何成为一名更优秀的信号处理工程师。
评分这本书的强大之处,在于它能够将看似复杂晦涩的信号处理理论,用一种极其清晰且富有逻辑的方式呈现出来。我一直对各种滤波器感到头疼,尤其是那些名字听起来就很高大上的,比如维纳滤波器、卡尔曼滤波器等等。在学习这本书之前,我总是觉得它们就像是一个黑箱子,我输入数据,它输出结果,但我不明白里面到底发生了什么。然而,通过这本书,我才真正明白了它们的工作原理。它不是简单地把公式丢给我,而是循序渐进地引导我理解每个概念的由来和意义。比如,在讲到维纳滤波器的时候,它首先从均方误差最小化的目标出发,然后一步步推导出最优滤波器的冲激响应。这个过程,我感觉像是跟着一位经验丰富的老师傅在逐步解剖一个精密的机械装置,让我看到了每一个齿轮、每一个弹簧是如何协同工作的。更让我惊喜的是,书中在介绍完理论之后,并没有止步于此,而是紧接着就给出了如何将这些理论转化为实际可运行的算法。它不仅仅是给出了一些抽象的伪代码,而是详细地描述了算法的实现步骤,甚至连一些在实际编程中容易遇到的陷阱和优化技巧都一并给出了。我记得我曾经为了实现一个实时噪声抑制算法,花了好几天的时间,结果效果不尽如人意。后来,我翻到这本书里关于这个算法的章节,才发现我之前犯了一个非常低级的错误,是关于数据预处理的部分。书里详细地解释了为什么需要进行特定的数据预处理,以及预处理不当会对算法性能造成多大的影响。我按照书里的建议调整了我的预处理流程,结果算法的性能立刻提升了一个档次,这让我感叹不已。而且,这本书在讲解过程中,大量使用了图示和表格,这些视觉化的辅助手段,极大地降低了理解的难度。有些抽象的数学概念,通过一张清晰的图,就能立刻豁然开朗。这让我觉得,这本书的设计者非常用心,真正站在读者的角度去考虑如何才能更好地帮助读者学习。我毫不夸张地说,这本书为我打开了信号处理领域的一扇新大门,让我从一个对信号处理感到畏惧的人,变成了一个对这个领域充满好奇和探索欲的人。
评分我是一名研究生,正在进行一个关于无线通信系统的毕业设计,需要用到大量的信号处理技术。在寻找相关资料的过程中,我偶然发现了这本《统计信号处理基础——实用算法开发(卷III)》。我必须说,这本书是我近期阅读过的最令我感到振奋的学术书籍之一。它不仅仅是教科书,更像是一位严谨而耐心的导师,引领我一步步深入信号处理的殿堂。这本书的章节组织非常合理,从基础的随机信号理论,到各种先进的滤波和估计技术,都衔接得非常自然。让我印象最深的是关于最优估计的内容。在我的毕业设计中,我需要对接收到的信号进行精确的估计,以恢复原始信息。书中关于最小均方误差(MMSE)估计和最大似然(ML)估计的讲解,给了我极大的启发。它不仅仅是给出了公式,而是深入浅出地分析了这两种估计方法的思想和应用场景。我理解了为什么在某些情况下,MMSE估计是最佳选择,而在另一些情况下,ML估计则更具优势。更重要的是,书中提供了大量的实例,展示了如何将这些估计方法应用于实际的通信系统。比如,在讲解卡尔曼滤波的时候,它不仅仅是给出了滤波器的递推公式,而是详细地阐述了其在目标跟踪、导航系统等领域的应用,并给出了具体的算法实现细节。我尝试着将书中的卡尔曼滤波算法应用于我的通信系统中的信道估计,结果效果非常显著。通过细致地分析书中的伪代码和参数设置,我成功地实现了比我之前使用的方法更准确、更鲁棒的信道估计。这不仅大大提升了我毕业设计的质量,也让我对卡尔曼滤波的应用有了更深刻的理解。此外,书中还强调了算法的稳健性,这一点对于实际的工程应用来说至关重要。它不仅教我如何实现一个算法,更教我如何让这个算法在各种不确定的条件下都能稳定地工作。这对于我这种初学者来说,是极其宝贵的经验。
评分这本书在我近期对信号处理算法的开发过程中,扮演了不可或缺的角色。我一直在一个项目中处理传感器数据,其中涉及到大量的噪声和干扰,传统的一些滤波方法效果并不理想。我尝试过很多其他的资料,但总感觉它们要么过于理论化,要么过于碎片化,很难形成一个系统的认识。直到我接触到《统计信号处理基础——实用算法开发(卷III)》,我才找到了我一直渴望的那种深入浅出的讲解方式。让我印象最深刻的是关于谱估计的部分。在处理我的传感器数据时,我需要了解数据中存在哪些频率成分,以及它们的能量大小。这本书里详细介绍了多种谱估计方法,从经典的周期图法到更先进的AR模型、MA模型等。它不仅解释了这些方法的数学原理,更重要的是,它还分析了各种方法的优缺点,以及在不同场景下的适用性。我记得我当时在项目中遇到了一个问题,我想要精确地识别数据中的一个微弱但关键的频率信号。我尝试了周期图法,结果发现它的分辨率很差,无法清晰地分辨出这个信号。然后我转向了书中介绍的AR模型,通过对模型的阶数进行选择和参数的估计,我成功地提取出了我需要的信号。这个过程让我对谱估计的理解不再局限于某个单一的算法,而是能够根据实际需求,灵活地选择和组合不同的方法。书里还给出了很多关于如何评估谱估计结果的指标,比如分辨率、偏差和方差等,这让我能够更客观地评价不同方法的性能,从而做出更明智的选择。另外,书中在讲解每一种算法的时候,都会给出相应的计算复杂度分析,这对于我进行实时的算法开发至关重要。我需要确保我开发的算法能够在有限的计算资源下高效地运行。这本书提供的计算复杂度分析,让我能够清晰地了解每种算法的计算负担,从而在算法选择和优化上做到心中有数。这不仅仅是理论上的指导,更是对实际工程开发的有力支持,让我少走了很多弯路,也大大提高了我的开发效率。
评分这本书的内容非常丰富,简直就像一个信号处理的百科全书,但它又不像百科全书那样枯燥乏味,而是充满着作者的思考和实践经验。我是一名嵌入式工程师,经常需要在资源受限的平台上实现复杂的信号处理算法。在遇到这本书之前,我总是觉得,那些高级的信号处理算法离我的工作太遥远,因为它们往往需要大量的计算资源。然而,这本书却改变了我的想法。书中不仅讲解了各种算法的原理,还重点强调了算法的实用性和高效性。让我印象深刻的是,书中在讲解滑动窗口算法的时候,它不仅仅是给出了算法的描述,还详细地分析了其在实时系统中的应用,以及如何通过一些优化技巧来降低计算复杂度。例如,书中介绍了一种叫做“快速傅里叶变换”(FFT)的算法,并详细解释了它的原理和实现方法。虽然FFT本身并不算特别“嵌入式”,但书中也给出了如何在嵌入式平台上进行FFT实现的技巧,比如如何优化内存访问,如何进行并行计算等等。我尝试着将这些技巧应用到我的项目中,成功地将一个原本难以在嵌入式平台上实现的FFT算法,以一种高效的方式实现了。这让我看到了理论与实践相结合的巨大力量。另外,书中还涉及到了许多关于实时信号处理的挑战和解决方案,比如如何处理数据流,如何保证算法的实时性等等。这些内容对于我这样的嵌入式工程师来说,是非常宝贵的。书中提供的不仅仅是算法,更是一种解决实际问题的思维方式。我经常会回过头来翻阅书中的某些章节,即使我当时已经理解了,但再次阅读,总会有新的体会。这让我感觉,这本书的价值是随着我的经验增长而不断增值的。
评分这本书,我断断续续地读了好几个月,每次翻开都能有新的收获,真是越读越觉得它厚重。就拿最近我卡住的一个小地方来说,是关于自适应滤波器的收敛速度分析,这本书里给出了两种不同的推导方法,一种是基于均方误差的,另一种是基于特征值分解的。我一开始对均方误差那种推导,虽然公式看着挺直观,但总觉得少了点什么,总是在想,为什么这个均方误差会以这种方式收敛?它背后的随机性是如何被数学语言精确捕捉的?直到我读到第二种方法,从特征值和特征向量的角度去理解,才突然豁然开朗。原来,信号的频谱特性,也就是协方差矩阵的特征值,直接决定了滤波器的收敛速度。那些小而接近零的特征值,就像是信号中的“噪音”或者“干扰”,会拖慢滤波器的适应过程。而那些大的特征值,则代表着信号的主要成分,能够更快地被滤波器捕捉到。这种从不同角度的解释,不仅加深了我对理论的理解,更重要的是,它为我实际开发中的调参提供了重要的指导。当我在项目中遇到滤波器收敛缓慢的问题时,我不再是盲目地尝试各种参数组合,而是可以回想起书里关于特征值的讨论,去分析我的信号特性,是否可能存在某些“慢收敛”的成分,从而更有针对性地去优化滤波器结构或者选择更合适的算法。这让我感觉自己不再是一个机械地敲代码的码农,而是真正地理解了背后的原理,能够做出更明智的设计决策。而且,书中在讲解这些理论的时候,并没有仅仅停留在数学公式的罗列,而是花了大量的篇幅去解释公式的物理含义,以及它们在实际应用中是如何体现的。比如,在讲解最小二乘法时,它不仅仅给出了公式,还形象地比喻成“试图找到最能‘拟合’数据的直线”,这种生动的比喻,让抽象的数学概念变得更加容易接受和理解。我尤其喜欢书中在每一章的最后,都会给出一系列实际的算法实现案例,从简单的最小二乘法到复杂的卡尔曼滤波,每一步都讲解得非常细致,并且提供了伪代码,我尝试着在我的开发环境中复现了一些,效果出乎意料地好,这让我觉得这本书不仅仅是理论的堆砌,更是实实在在的工程指导手册,非常宝贵。
评分读完这本书,我最大的感受就是“豁然开朗”。我一直对信号检测和估计的理论感到困惑,觉得它们离实际应用太远,而且公式太多,难以理解。这本书却彻底改变了我的看法。它以一种非常务实的方式,将这些理论与实际问题紧密地结合起来。让我印象特别深刻的是,书中关于贝叶斯估计的讲解。在我的项目中,我需要对某个信号的参数进行估计,并且需要考虑先验知识。我尝试过多种方法,但总觉得不够完善。当我读到书中关于贝叶斯估计的部分时,我才真正理解了如何将先验信息融入到估计过程中,从而获得更精确、更稳健的结果。书中通过一个具体的例子,比如“识别手写数字”,来讲解如何应用贝叶斯定理进行分类和估计。这个例子非常生动形象,让我一下子就明白了贝叶斯估计的思想。而且,书中不仅仅是讲解了理论,还给出了具体的算法实现步骤,包括如何计算后验概率,如何更新估计值等等。我按照书中的指导,将贝叶斯估计应用于我的项目中,结果参数估计的精度得到了显著提升。这让我深感这本书的实用性。另外,书中还详细地介绍了各种统计检验方法,比如假设检验、 Neyman-Pearson 准则等等。这些方法在我的项目中,用于判断某个信号是否存在,或者比较不同算法的性能,都起到了关键作用。书中对每种检验方法的适用场景和优缺点都进行了清晰的阐述,让我能够根据实际需求,选择最合适的检验方法。这本书为我提供了一个坚实的统计基础,让我能够更自信地去处理各种信号处理问题,并且能够做出更科学的决策。
评分这本书就像是一本武林秘籍,里面记载了无数精妙绝伦的信号处理“招式”,而我,则是在这位“宗师”的指导下,一步步地学习如何将这些“招式”融会贯通,化为己用。我一直对信号分离和降噪技术很感兴趣,但总是感觉它们之间的界限模糊,而且各自的理论都相当复杂。然而,这本书却以一种非常系统的方式,将它们串联了起来。让我印象深刻的是,书中在讲解独立成分分析(ICA)的时候,不仅仅是给出了其数学模型和求解算法,还花了很大的篇幅去解释ICA的物理意义,以及它与主成分分析(PCA)的区别和联系。它用非常生动的例子,比如“鸡尾酒派对问题”,来解释ICA是如何将混合的信号分离成独立的源信号的。这让我一下子就明白了,原来ICA不仅仅是一个数学工具,它在很多实际问题中都有着广泛的应用。我记得我曾经在一个音频处理项目中,需要从一段包含多种乐器声音的录音中,分离出其中某一种乐器的声音。我尝试了很多传统的方法,效果都不理想。后来,我翻到这本书里关于ICA的章节,按照书中的指导,我尝试使用ICA进行信号分离。虽然在参数的选择上花了一些时间,但最终我成功地分离出了我想要的乐器声音。这让我感到无比的兴奋和成就感。而且,书中不仅仅停留在理论层面,还提供了大量的关于算法实现和优化的建议。例如,在讲解ICA的算法实现时,它详细地说明了如何选择合适的迭代算法,以及如何避免收敛到局部最优解。这些细节对于我这种实践型学习者来说,简直是金矿。此外,书中还涉及到了许多其他先进的信号处理技术,比如稀疏表示、字典学习等等。虽然这些内容我还在逐步消化中,但我已经能够感受到它们在解决复杂信号问题上的巨大潜力。总而言之,这本书为我提供了一个强大的工具箱,让我能够自信地去应对各种信号处理的挑战。
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