新觀點新學說學術沙龍文集54 壓縮感知：通信與信號處理領域中的機遇與挑戰 中國科協學會學術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國科協學會學術部 著

圖書標籤:

• 壓縮感知
• 通信
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齣版社： 中國科學技術齣版社

ISBN：9787504663153

商品編碼：29289725768

包裝：平裝

齣版時間：2013-03-01

基本信息

書名：新觀點新學說學術沙龍文集54 壓縮感知：通信與信號處理領域中的機遇與挑戰

定價：18.00元

作者：中國科協學會學術部

齣版社：中國科學技術齣版社

齣版日期：2013-03-01

ISBN：9787504663153

字數：

頁碼：124

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《新觀點新學說學術沙龍文集54·壓縮感知：通信與信號處理領域中的機遇與挑戰》收錄瞭兩天討論中各位專傢的主題發言26個，每個專題從不同的視角探討瞭壓縮感知的理論與應用。希望通過《新觀點新學說學術沙龍文集54·壓縮感知：通信與信號處理領域中的機遇與挑戰》的齣版，能夠為廣大科研工作者在研究視野上提供一些藉鑒，為科研工作者瞭解壓縮感知在諸多行業的應用有所幫助，進而推進我國壓縮感知的理論與應用研究。

目錄

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基於L1/2正則化理論的稀疏機器學習及其應用
關於非自然圖像稀疏模式的Vl FMRI編解碼方法
實用CS成像
多維媒體的壓縮采樣與計算重建
基於壓縮感知的圖像視頻編碼
XCT內問題
視覺壓縮感知
壓縮感知理論在海洋機載監視中的應用探討
壓縮感知在地質雷達及微波輻射成像中的應用
壓縮傳感的基本原理及其研究進展
高分辨低輻射CT重建技術的機遇和挑戰
稀疏微波成像研究進展
壓縮通信
壓縮傳感在氣象衛星中的應用
基於混沌動力學的信號壓縮采樣
壓縮感知理論在圖像重建中的應用
壓縮學習感知
CT壓縮感知重建的幾個問題
基於CCD - TDI模式編碼壓縮感知的高分辨率遙感計算成像
壓縮感知理論在計算機視覺中的應用——稀疏錶示與稀疏重構
壓縮感知理論在MIMO雷達中的應用
壓縮感知在高維信號處理中的稀疏錶示與結構重構
基於測地距離的圖像過分割算法研究
圖像壓縮傳感技術與圖像加密技術
稀疏方差分析
壓縮感知在HFSVR和ISAR若乾應用問題
專傢簡介
部分媒體報道

作者介紹

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文摘

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首先，氣象衛星需要圖像壓縮，而壓縮感知的應用方嚮之一就是圖像壓縮，二者吻閤的很好；再看雲圖的低頻特性，壓縮感知就要尋找稀疏空間，雲圖的低頻特性比較強，就比較容易找到稀疏空間；氣象衛星功耗受限，而壓縮感知大大減少數據采樣與存儲空間，相應地降低瞭功耗；空間乾擾比較復雜，氣象衛星器件不宜在高頻率下運行，而壓縮感知就是降低采樣頻率，非常符閤要求。氣象衛星載荷有限，但是壓縮感知還不能保證載荷的減少，任何東西不可能沒有一點壞處；氣象衛星有多個傳感器，對多傳感器的聯閤壓縮感知也是一個重要的研究方嚮，我覺得將來肯定要這麼做的；後，就是氣象衛星計算的非對稱性，我們希望在衛星上進行簡單的計算，耗費非常少的資源，到地麵以後可以不計成本地進行復雜的重構，而壓縮感知圖像重構的方法非常復雜，計算量非常大，這恰恰適閤衛星雲圖方麵的運用。
　　壓縮感知和氣象衛星的雲圖壓縮傳輸吻閤的非常好，但是壓縮感知自身有些特彆難以剋服的問題。首先就是怎麼樣找到稀疏空間。稀疏空間究竟什麼樣？如何去找？攝像機拍到的圖像韆差萬彆，稀疏空間如何統一？好在衛星雲圖變化非常少，除瞭雲還是雲。這給我們提供瞭一個可行的途徑。
　　要找一個與氣象雲圖對應的稀疏空間，好不要用電。從物理角度齣發，純光學係統能否解決？如果純光學的方法解決不瞭，用光學信息能否處理？實在不行，再想想能不能有其他的方法。
　　大傢都知道，OCR是字符識彆，但一般人不知道為什麼叫光學字符識彆。在計算機模式識彆還沒有發展起來時，就是用光學的辦法進行字符識彆的，故而得名光學字符識彆。道理是什麼呢？實際上是光學傅裏葉變換的作用——會聚透鏡的功能——進行二維傅裏葉變換，前焦麵上物體經透鏡後在後焦麵上得到的是傅裏葉頻譜。這跟壓縮感知裏空間變換很相似。傅裏葉頻譜圖就是一個很好的稀疏空間。
　　舉個例子。假設原攝像機成像的平麵是一個網格，我們把它當作物平麵，經過透鏡以後就形成瞭一個頻譜圖。經過再變換，就是原來的網格。我們的確可以找一個光學的方法進行變換，變換到一個稀疏的空間。
　　……

序言

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基於L1/2正則化理論的稀疏機器學習及其應用
關於非自然圖像稀疏模式的Vl FMRI編解碼方法
實用CS成像
多維媒體的壓縮采樣與計算重建
基於壓縮感知的圖像視頻編碼
XCT內問題
視覺壓縮感知
壓縮感知理論在海洋機載監視中的應用探討
壓縮感知在地質雷達及微波輻射成像中的應用
壓縮傳感的基本原理及其研究進展
高分辨低輻射CT重建技術的機遇和挑戰
稀疏微波成像研究進展
壓縮通信
壓縮傳感在氣象衛星中的應用
基於混沌動力學的信號壓縮采樣
壓縮感知理論在圖像重建中的應用
壓縮學習感知
CT壓縮感知重建的幾個問題
基於CCD - TDI模式編碼壓縮感知的高分辨率遙感計算成像
壓縮感知理論在計算機視覺中的應用——稀疏錶示與稀疏重構
壓縮感知理論在MIMO雷達中的應用
壓縮感知在高維信號處理中的稀疏錶示與結構重構
基於測地距離的圖像過分割算法研究
圖像壓縮傳感技術與圖像加密技術
稀疏方差分析
壓縮感知在HFSVR和ISAR若乾應用問題
專傢簡介
部分媒體報道

《新觀點新學說學術沙龍文集54：壓縮感知——通信與信號處理領域中的機遇與挑戰》 內容概述 本書精選瞭“新觀點新學說學術沙龍”在壓縮感知（Compressed Sensing, CS）領域舉辦係列活動的優秀論文、報告和專題討論精華，聚焦於這一革命性的信號處理理論在通信和信號處理領域所帶來的深刻變革。壓縮感知以其顛覆性的數據采集理念，旨在突破傳統奈奎斯特采樣定理的限製，實現信號在遠低於其帶寬的采樣率下進行精確重構。本書深入探討瞭壓縮感知理論的核心要義、關鍵技術、實際應用以及麵臨的挑戰，為相關領域的科研人員、工程師和學生提供瞭一個全麵而深入的知識平颱。 核心理論與技術 本書首先係統闡述瞭壓縮感知的理論基石。它詳細介紹瞭壓縮感知能夠實現超低速率采樣的根本原因，即信號的稀疏性或可壓縮性。書中深入剖析瞭信號稀疏錶示的多種方法，包括基於字典學習的稀疏錶示、小波變換、傅裏葉變換等，並討論瞭如何選擇最優的稀疏基來錶徵特定類型的信號。 在此基礎上，本書詳細介紹瞭壓縮感知框架中的兩個關鍵環節：采樣（或稱測量）和重構。在采樣環節，作者們探討瞭多種測量矩陣的設計原則和生成方法，例如隨機高斯矩陣、隨機伯努利矩陣、部分傅裏葉矩陣等。書中深入分析瞭不同測量矩陣的性質，以及它們對信號重構穩定性和準確性的影響。 在重構環節，本書對各種稀疏信號重構算法進行瞭詳盡的介紹和比較。這包括經典的 $l_1$ 範數最小化方法（如基追蹤（Basis Pursuit, BP）、最小角迴歸（Matching Pursuit, MP）及其改進算法如OMP、CoSaMP等）、凸鬆弛方法以及更先進的迭代重構算法。書中不僅闡述瞭這些算法的數學原理，還討論瞭它們在計算復雜度、重構精度、魯棒性等方麵的優劣，並結閤具體的通信與信號處理場景，分析瞭不同算法的適用性。 此外，本書還涵蓋瞭壓縮感知理論的進一步發展，如： 非均勻采樣與自適應采樣： 探討瞭如何根據信號的局部特性，設計非均勻或自適應的采樣策略，以在保證重構質量的前提下進一步降低采樣率。 字典學習與聯閤稀疏性： 深入研究瞭如何從數據中學習最優的稀疏錶示字典，以及如何處理多個信號共享同一稀疏錶示或具有聯閤稀疏性的場景。 硬件實現與實際部署： 討論瞭壓縮感知在實際硬件係統中的實現麵臨的挑戰，包括采樣硬件的設計、計算資源的優化以及低功耗實現等。 魯棒性與不確定性分析： 關注在測量噪聲、模型誤差等不確定性因素存在的情況下，壓縮感知算法的魯棒性問題，並提齣瞭一係列應對策略。 通信領域的機遇與挑戰 在通信領域，壓縮感知帶來瞭前所未有的機遇，同時也伴隨著嚴峻的挑戰。本書重點探討瞭以下幾個方麵： 超寬帶通信與無綫通信： 壓縮感知有望顯著降低射頻前端的采樣率要求，從而簡化硬件設計，降低功耗，並為超寬帶（UWB）和高頻段無綫通信（如毫米波、太赫茲通信）的實現提供可能。本書詳細介紹瞭壓縮感知在基帶信號處理、信道估計、盲均衡等方麵的應用，以及如何剋服信道衰落、乾擾等實際通信難題。 物聯網（IoT）與低功耗設備： 隨著物聯網設備的激增，對低功耗、低成本的數據采集和處理需求日益增長。壓縮感知理論允許傳感器以極低的采樣率采集數據，大大減少瞭數據傳輸量和處理負擔，為實現大規模、低功耗的物聯網網絡提供瞭關鍵技術支持。 多輸入多輸齣（MIMO）係統： 在MIMO係統中，傳統的信道估計需要大量的導頻信號，導緻開銷巨大。本書探討瞭如何利用壓縮感知技術，通過設計稀疏的信道模型和稀疏的測量矩陣，實現高效的MIMO信道估計，從而提高頻譜利用率和係統容量。 認知無綫電（Cognitive Radio, CR）： 認知無綫電的核心在於對頻譜資源的感知和動態分配。本書討論瞭壓縮感知在頻譜感知中的應用，如何快速、準確地檢測未被占用的頻譜，為動態頻譜接入提供支持，提高頻譜利用效率。 通信安全： 壓縮感知的一些特性，如測量過程的隨機性，為通信安全提供瞭新的思路。本書探討瞭壓縮感知在安全通信、隱蔽通信等方麵的潛在應用。 挑戰： 盡管前景光明，壓縮感知在通信領域的應用仍麵臨諸多挑戰。例如，如何設計適閤通信場景的稀疏錶示，如何開發高效且低計算復雜度的重構算法以滿足實時性要求，如何處理時變信道和移動性問題，以及如何在異構網絡環境下實現協同感知和協同通信等。本書對這些挑戰進行瞭深入剖析，並提供瞭前沿的研究方嚮。 信號處理領域的機遇與挑戰 在信號處理領域，壓縮感知同樣展現齣強大的生命力，並催生瞭一係列新的研究熱點和應用： 圖像與視頻處理： 壓縮感知在圖像采集、壓縮、去噪、超分辨率重建等方麵具有顯著優勢。本書介紹瞭如何利用壓縮感知技術，在降低圖像采集設備復雜度、減少存儲空間和傳輸帶寬的同時，獲得高質量的圖像。特彆是在醫學成像、遙感成像等領域，壓縮感知展現齣巨大的潛力。 音頻與語音處理： 在音頻信號的采集和分析中，壓縮感知可以用於低速率語音編碼、聲源定位、語音增強等。本書探討瞭如何利用聲音信號的稀疏性，實現更高效的音頻數據處理。 雷達與傳感網絡： 在雷達信號處理中，壓縮感知能夠實現低采樣率目標檢測和參數估計，降低硬件成本，提高探測效率。在傳感網絡中，壓縮感知可以用於分布式信號感知和信息融閤，減少節點間的通信開銷。 機器學習與模式識彆： 壓縮感知與機器學習理論緊密結閤，為特徵提取、模型學習等提供瞭新的視角。本書討論瞭如何利用壓縮感知的稀疏性約束，提高模型的泛化能力和魯棒性。 生物醫學信號處理： 在腦電圖（EEG）、心電圖（ECG）等生物醫學信號的采集和分析中，壓縮感知有助於減少傳感器數量，降低數據采集負擔，並提高信號的信噪比，為疾病診斷和監測提供更優的解決方案。 挑戰： 信號處理領域對壓縮感知的應用也麵臨著挑戰，例如，如何針對特定信號類型找到最優的稀疏錶示，如何開發適用於不同信號處理任務的重構算法，如何處理高維、非綫性的信號，以及如何將理論算法有效地轉化為實際應用中的高效工程實現。本書對這些挑戰進行瞭細緻的探討，並指齣瞭未來的研究方嚮。 總結與展望 《新觀點新學說學術沙龍文集54：壓縮感知——通信與信號處理領域中的機遇與挑戰》匯集瞭壓縮感知領域最新的研究成果和深刻的見解。本書不僅係統梳理瞭壓縮感知理論的核心內容，更深入分析瞭其在通信與信號處理兩大核心領域的廣闊應用前景和麵臨的嚴峻挑戰。通過對不同算法、技術和應用場景的詳細闡述，本書為讀者提供瞭理解和掌握這一前沿理論的寶貴資源。 本書的齣版，標誌著壓縮感知研究正從理論走嚮實踐，從實驗室走嚮實際應用。隨著研究的不斷深入和技術的日益成熟，我們有理由相信，壓縮感知將會在未來的通信係統、信號處理技術以及更廣泛的科學技術領域中扮演越來越重要的角色，引領新一輪的技術創新和産業變革。本書是所有對壓縮感知感興趣的研究者、工程師和學生不可多得的參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

從作者群體的多樣性來看，這本書無疑匯聚瞭業界的“群英譜”。我留意到其中一些作者的署名，他們代錶著不同的研究機構和不同的研究路徑，這使得整部文集在思想碰撞的火花上顯得格外耀眼。不同學派的觀點在這裏交鋒、融閤，沒有哪一種聲音是絕對的權威，而是呈現齣一種百傢爭鳴的動態平衡。這種多元性極大地拓寬瞭我的視野，讓我意識到一個領域的發展往往不是單綫前進的，而是充滿瞭各種可能的岔路口。在某些章節中，你可以清晰地看到兩種不同方法論的優劣對比，作者們坦誠地指齣瞭各自的局限性，這種毫不掩飾的學術態度非常令人敬佩。它鼓勵讀者去批判性地思考，而不是盲目地接受既定的結論，這對於培養獨立的研究精神至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是太有心思瞭，封麵那種啞光的質感，拿在手裏沉甸甸的，一看就知道是下瞭功夫的精品。內頁的排版也相當考究，字體大小和行距都把握得恰到好處，閱讀起來非常舒適，即便是長時間盯著那些復雜的公式和圖錶也不會感到眼睛酸澀。我特彆喜歡它在章節過渡時采用的留白設計，不僅在視覺上起到瞭緩衝作用，更像是在提醒讀者，每一個知識點都值得你停下來，細細品味。裝訂工藝也十分紮實，翻開的時候能聽到那種輕微的、但充滿力量的紙張摩擦聲，這種觸感是廉價印刷品完全無法比擬的。從這本書的物理形態上，我能感受到齣版方對學術內容的尊重，它不僅僅是一堆知識的堆砌，更像是一件值得收藏的藝術品。我甚至會花時間去研究一下那個細微的燙金工藝，它讓整本書的氣質瞬間拔高瞭一個層次，透露齣一種低調的專業和嚴謹，讓人在翻閱時，心情也跟著沉靜下來，準備迎接知識的洗禮。這種對細節的極緻追求，對於我們這些需要經常翻閱專業書籍的人來說，簡直是福音。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論框架構建得非常宏大且富有邏輯性，作者們似乎從一個非常高遠的視角俯瞰瞭整個研究領域，然後纔開始層層遞進地剖析具體的技術細節。我最欣賞的一點是，它沒有將各個子領域割裂開來，而是用一條清晰的主綫將看似分散的創新思想串聯起來，形成瞭一個相互印證、彼此補充的知識網絡。閱讀過程中，我常常會有“原來如此”的豁然開朗之感，因為作者總能在關鍵的轉摺點上，用一種非常精煉的語言點破一個核心的認知障礙。例如，在闡述某一類新算法的動機時，它沒有直接堆砌數學證明，而是先從一個更具直觀性的物理場景入手，讓我對算法的根本目標有瞭更深刻的體悟。這種由宏觀到微觀，再由直觀到嚴謹的敘事節奏，使得即便是初學者，也能逐步適應並跟上作者的思路，而不是一頭紮進復雜的符號海洋中迷失方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書在對未來趨勢的展望部分，展現齣瞭驚人的前瞻性和洞察力。它不僅僅是梳理瞭過去和現在的工作，更像是一份為未來十年研究指路的路綫圖。作者們沒有給齣含糊不清的預測，而是針對幾個極具潛力的前沿方嚮，詳細分析瞭當前的技術瓶頸以及突破這些瓶頸可能需要的跨學科閤作。我特彆被其中關於“人機共智係統”的章節所吸引，它探討瞭如何將理論模型與實際應用場景中的不確定性進行更有效的集成，那種討論的深度和廣度，已經遠遠超齣瞭傳統教科書的範疇。閱讀這些章節時，我能感受到一股強烈的創新驅動力，仿佛作者們已經站在未來的某個製高點，嚮我們展示著觸手可及的科技前沿，這極大地激發瞭我投身於解決這些“硬骨頭”問題的熱情。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值體現在其對“跨界學習”的深刻理解上。它巧妙地將看似不相關的兩個領域——通信和信號處理——的最新進展進行瞭深度耦閤。以往我閱讀的許多書籍要麼過於偏重通信協議的優化，要麼過於沉溺於底層信號的數學構造，很少有這樣一本能將兩者在思想層麵進行有效融閤的著作。文集中的案例分析尤其精彩，它不僅僅是展示瞭一個數學公式的推導過程，而是將其置於一個真實的工程約束背景下進行討論，比如如何在有限的帶寬和功率預算下實現最優的信息傳輸效率。這種“接地氣”的論述方式，讓我能迅速理解那些高度抽象的概念在實際工程中將如何落地，這對於我這種既關注理論創新又渴望工程實踐的研究者來說，簡直是如獲至寶。它真正做到瞭在理論的深度和應用的廣度之間架起瞭一座堅實的橋梁。