信号检测与估计

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出版者:电子工业
作者:舍恩霍夫
出品人:
页数:653
译者:
出版时间:2007-4
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787121039249
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

信号检测与估计是研究在噪声、干扰和信号共存的环境中如何正确发现、辨别和测量信号的技术,广泛应用于雷达和无线通信等领域。《信号检测与估计:理论与应用》详细讲解了信号检测与估计的理论知识与实践应用,共分为四个部分。第一部分概述后续章节需要用到的基础知识,第二部分讲述检测理论的基础概念,包括二元假设检验、备择假设检验、具有随机参量的复合假设检验及非参量检验等。第三部分介绍单参数和多参数的估值方法以及波形估计理论。第四部分介绍某些理论的特定应用。全书共19章,各章都附有大量例题和习题,并给出数个MATLAB计算机仿真实验,以加深读者对于抽象理论的理解,便于读者实践掌握。

《信号的感知边界:信息捕获与决策的科学》 在这瞬息万变的时代,信息如潮水般涌来,如何在浩瀚的数据海洋中精准捕获关键信号,并在此基础上做出明智的决策,已成为科学研究与工程应用的核心挑战。本书《信号的感知边界:信息捕获与决策的科学》并非一本专注于特定技术或理论的教材,而是旨在揭示隐藏在各类信号处理与分析过程背后的普适性原理,以及人类及机器在感知和理解世界时所面临的根本性限制与突破之道。 本书开篇,我们将一同深入探索“信号”的本质。它不仅仅是物理世界中声、光、电等波动的表现,更是承载着信息、模式和意图的载体。我们从信息论的基石出发,审视信号的产生、传播和失真过程,理解在噪声干扰和不确定性环境中,如何定义和量化信息的价值。这不仅是对传统信号理论的重温,更是对其在现代大数据、物联网、人工智能等前沿领域应用潜力的前瞻性解读。 随后,我们将聚焦于“感知”这一核心环节。在信息捕获的层面,本书将系统性地探讨各种信号感知技术,从经典的采样理论到现代的阵列信号处理,再到生物学上的视觉、听觉感知机制,我们将追溯其发展脉络,分析其内在的数学模型和工程实现。读者将了解到,感知并非是被动接收,而是一个主动构建和解释的过程,其中蕴含着对信号特性的深刻理解和对潜在模式的敏锐洞察。我们将深入研究如何设计高效的传感器、优化数据采集策略,以及如何在有限的观测条件下,最大化信息的获取效率。 然而,感知到的信号往往是模糊的、不完整的,甚至是被噪声污染的。因此,本书将把重点放在“估计”这一关键步骤。我们不会局限于某种特定的估计方法,而是从更宏观的视角,审视估计理论的演进。从早期的卡尔曼滤波到贝叶斯推断,从最大似然估计到模型选择,本书将详细剖析这些方法背后的哲学思想和数学框架。我们将讨论如何利用先验知识,如何处理非线性系统,如何在保证鲁棒性的同时追求更高的精度。本书还将特别关注在计算资源受限或实时性要求极高的情况下,如何设计和优化估计算法,使其在实际应用中发挥最大效用。 进一步地,本书将延展至“决策”这一应用端。信息捕获与估计的最终目的,是为了指导行动。我们将探讨如何将估计出的信号参数或状态信息,转化为有效的决策依据。这涉及到分类、识别、预测、控制等一系列复杂的问题。本书将穿梭于统计决策论、机器学习以及运筹学等学科的交叉地带,揭示信息与决策之间的内在联系。读者将了解到,最优决策往往需要权衡收益与风险,需要理解环境的不确定性,并且需要根据不断变化的信息进行自适应调整。 本书的独特之处在于,它不局限于“如何做”,更侧重于“为何如此”。我们将深入剖析在信号感知与估计过程中,人类认知与计算模型所面临的普遍性难题,例如:如何处理信噪比极低的信号?如何从海量冗余数据中提炼有效信息?如何构建能够应对未知干扰和恶意攻击的鲁棒系统?如何实现低功耗、高效率的实时感知与决策?这些问题贯穿于通信、雷达、医学影像、自动驾驶、金融分析乃至脑科学等众多领域。 《信号的感知边界:信息捕获与决策的科学》并非是为特定工程应用量身定制的指南,而是一份关于理解和应对不确定性世界的思想实验。它旨在为读者提供一个认识信号、感知信号、估计信号并最终基于信号做出明智决策的通用框架。无论您是从事通信工程、人工智能研究、数据科学,还是对认知科学、统计学有着浓厚兴趣的探索者,本书都将为您打开一扇通往更深层次理解的大门,帮助您在信息爆炸的时代,抓住核心,洞悉本质,做出更精准、更明智的选择。它将引领您探索信号的边界,挑战感知的极限,最终赋能您在复杂的世界中游刃有余。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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在阅读过程中,我发现这本书的写作风格非常独特。作者善于使用类比和隐喻来解释复杂的概念,例如将信号检测比作在茫茫大海中寻找一艘微小的灯塔,或者将参数估计比作从一堆混乱的线索中还原一幅完整的画卷。这些生动的比喻不仅让枯燥的理论变得鲜活有趣,更重要的是,它们能够帮助读者从不同的角度去理解问题的本质。同时,作者的语言也十分严谨,对于专业术语的使用都非常精准,并且在首次出现时都给予了清晰的解释。我尤其欣赏作者在处理不同情况下的假设时,都能够明确地指出其前提条件,这避免了理解上的误区。这种既通俗易懂又科学严谨的写作风格,使得这本书能够吸引不同背景的读者。

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总而言之,这本书为我打开了一扇通往信号世界的大门。它不仅仅是一本技术手册,更是一本能够启发思考、拓宽视野的书籍。通过学习书中的知识,我不仅掌握了信号检测与估计的核心理论和方法,更重要的是,我学会了如何用一种更加系统和科学的方式去分析和解决问题。这本书的价值不仅仅体现在它能够帮助我完成学业或者工作,更在于它能够塑造我的思维方式,让我成为一个更具洞察力和解决问题能力的人。我强烈推荐这本书给任何对信息科学、通信工程、模式识别、或者任何与信号处理相关的领域感兴趣的读者,我相信你们一定也会从中受益匪浅。

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“估计”这个章节更是让我大开眼界。作者并没有停留在对信号参数进行简单的测量,而是深入探讨了如何用最优的方式去估计这些参数,即使在存在噪声和不确定性的情况下。书中对最大似然估计、最小均方误差估计等方法的详细阐述,让我明白了这些方法背后的数学原理以及它们各自的优缺点。我特别喜欢作者在介绍卡尔曼滤波时,将它比喻成一个能够不断学习和修正自身预测的“智能大脑”,这种生动的比喻让我对这个复杂的算法有了直观的理解。书中还讨论了参数估计的精度问题,以及如何通过增加观测数据或者改进估计方法来提高精度。我开始思考,在实际的工程应用中,如何根据具体的需求来选择最合适的估计方法,以达到最佳的性能。这本书让我认识到,估计不仅仅是找到一个值,更是一个不断逼近真实、降低不确定性的过程。

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我特别欣赏作者在介绍一些前沿技术时,能够保持一种审慎的态度。例如,在讨论机器学习在信号处理中的应用时,作者并没有一味地夸大其效果,而是详细分析了其优势和局限性,以及与传统信号处理方法的结合。书中对深度学习在语音识别、图像去噪等方面的应用进行了介绍,并指出了在数据量、计算资源以及模型可解释性等方面需要考虑的问题。这种辩证的观点让我对新技术有了更加客观和理性的认识,也避免了盲目跟风的陷阱。我了解到,无论技术如何发展,理解信号的本质和底层的数学原理始终是解决问题的关键。

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这本书的封面设计就颇具匠心,深邃的蓝色背景搭配简洁明亮的白色字体,仿佛将人瞬间带入了一个充满未知与探索的信号世界。当我翻开第一页,扑面而来的并不是枯燥的理论公式,而是一种引人入胜的叙述方式,作者巧妙地运用了大量的实际案例,从无线通信的嘈杂噪声中辨识微弱信号,到医学影像诊断中捕捉病灶的蛛丝马迹,再到金融市场波动中预测趋势的细微变化,这些鲜活的例子立刻勾起了我的好奇心。我尤其喜欢作者在解释“信号”这个概念时,并没有局限于物理意义上的波形,而是将其拓展到任何能够携带信息、需要被提取和理解的载体,无论是声音、图像、文字,甚至是抽象的数据模式,都仿佛被赋予了生命。这种广阔的视角让我开始重新审视生活中的方方面面,原来我们无时无刻不在与各种各样的“信号”打交道,而这本书正是我们破译这些信号的绝佳向导。我迫不及待地想深入了解,那些隐藏在海量数据背后的真相,究竟是如何一步步被揭示出来的。

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作者在处理统计学和概率论的数学部分时,展现出了极高的教学艺术。我并非数学专业背景,起初对书中出现的各种概率分布、随机过程的概念感到些许畏惧。然而,书中从最基础的定义出发,结合直观的例子,一步步引导读者理解这些概念的本质。例如,在解释高斯噪声时,作者并没有仅仅罗列概率密度函数,而是通过模拟随机游走的过程,形象地展示了噪声的随机性和分布特性。对于条件概率、贝叶斯定理等核心概念,书中都配有清晰的图解和逻辑严谨的推导过程,使得原本抽象的数学公式变得触手可及。我惊喜地发现,原来数学工具可以如此有力地帮助我们量化不确定性,并做出更理性的决策。这本书让我重拾了对数学的信心,并将其视为解决复杂问题的强大武器。

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让我印象深刻的还有书中对信号处理在各个领域的应用案例的详细介绍。从早期的雷达和声纳技术,到现代的通信系统、医学成像、以及人工智能中的模式识别,书中都提供了丰富的实例,展示了信号检测与估计理论的强大生命力。例如,在介绍通信系统时,作者详细阐述了如何在噪声干扰下准确地接收和解码信息,以及如何通过优化调制解调方案来提高数据传输的速率和可靠性。在医学领域,书中则讨论了如何从X光、CT、MRI等图像中提取有用的诊断信息,以及如何利用生理信号(如心电图、脑电图)来监测和诊断疾病。这些案例不仅让我看到了理论知识的实际价值,也极大地激发了我对这些领域的兴趣。

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书中对于“噪声”的讨论也十分透彻。作者不仅介绍了不同类型的噪声,如加性高斯白噪声、乘性噪声等,还深入探讨了噪声对信号检测和估计性能的影响。我明白了为什么在实际应用中,我们总是试图减小噪声的影响,或者在存在噪声的情况下设计鲁棒的算法。书中对信噪比(SNR)的解释非常清晰,以及它如何直接影响到检测的概率和估计的精度。作者还介绍了一些有效的降噪技术,比如滤波、平均等,并分析了它们各自的适用性和局限性。这让我对如何处理数据中的不确定性有了更深刻的认识,也让我明白,有时候并非要完全消除噪声,而是要学会与噪声共存,并从中提取有用的信息。

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这本书的结构安排也相当合理,每一章节都紧密相连,层层递进。从信号的基本特性介绍,到如何设计最优的检测器,再到如何精确地估计信号参数,整个知识体系构建得非常完整。作者在每章结尾都会布置一些思考题或者小的练习,这些练习不仅巩固了本章的学习内容,还常常引发更深层次的思考。我尤其喜欢那些需要结合前面章节知识才能解决的题目,它们迫使我将零散的知识点融会贯通,形成一个完整的知识网络。此外,书中还提供了一些相关的参考文献和进一步学习的建议,这对于希望深入研究某一领域的读者来说,无疑是宝贵的资源。这种由浅入深、循序渐进的学习路径,让我能够以一种更加从容和自信的方式掌握书中的内容。

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在学习了书中关于“检测”的部分后,我感觉自己的思维模式发生了显著的改变。过去,我习惯于直接接受信息,而现在,我开始思考信息的可靠性,以及如何区分有用的信号和干扰。书中对各种检测准则的深入剖析,比如Neyman-Pearson准则和Bayes准则,虽然初看有些晦涩,但通过作者精心设计的图示和循序渐进的推导,最终得以豁然开朗。我尤其对书中关于“阈值”的概念印象深刻,理解了设定一个合适的阈值对于提高检测性能至关重要,但同时也要权衡漏检和误检之间的取舍。作者还探讨了在不同信噪比环境下,哪些检测方法更为有效,以及如何通过优化统计量来提高检测的概率。我甚至开始尝试将这些理论应用到一些日常问题中,比如在海量邮件中识别垃圾邮件,或者在嘈杂的环境中辨别朋友的语音。这种将抽象的数学理论转化为实际问题解决工具的能力,让我对这本书的实用性有了更深的认识。

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概率论加强版,概率论在信号接收处理中的应用

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