MIT教授、美国国家工程院院士.奥本海姆的全新力作,作者学术地位高、内容满足当下工业界要求--掌握复杂工程问题的信号分析和处理方法,是大学《信号与系统》基础课程之后高级课程的必备教材!
本书详细阐述了确定性信号与系统的性质和表示形式,包括群延迟和状态空间模型的结构与行为;引入了相关函数和功率谱密度来描述和处理随机信号,是作者其在MIT开展的二十余年的课程建设的知识体系的拓展和延伸,提出了“推理”的定义是结合先验知识和可用的信号量测来归纳不确定性的存在性,从而领引信号与系统后续课程建设。
艾伦 V. 奥本海姆(Alan V. Oppenheim)
美国麻省理工学院(MIT)电气与计算机科学系教授,MIT电子学研究实验室(RLE)首席研究员,美国国家工程院院士,IEEE会士,研究领域为通用领域的信号处理及应用。曾因出色的科研和教学工作多次获奖,包括IEEE教育勋章、IEEE成立百年杰出贡献奖、IEEE在声学、语音和信号处理领域的社会与技术成就奖等。
第1章 信号与系统1
1.1 信号、系统、模型及性质1
1.2 线性时不变系统5
1.2.1 LTI系统的冲激响应表示5
1.2.2 LTI系统的特征函数和变换表示6
1.2.3 傅里叶变换10
1.3 确定性信号及其傅里叶变换11
1.3.1 信号种类及其傅里叶变换11
1.3.2 Parseval恒等式、能量谱密度以及确定性自相关14
1.4 双边z变换和双边拉普拉斯变换16
1.4.1 双边z变换16
1.4.2 双边拉普拉斯变换20
1.5 连续时间信号的离散时间处理21
1.5.1 CT信号的DT处理过程的基本结构22
1.5.2 DT滤波以及全局CT响应24
1.5.3 非理想的D/C转换器26
1.6 延伸阅读28
习题29
第2章 幅度、相位和群延迟62
2.1 傅里叶变换的幅度和相位62
2.2 群延迟和非线性相位的影响66
2.2.1 窄带输入信号66
2.2.2 宽带输入信号68
2.3 全通系统与最小相位系统73
2.3.1 全通系统73
2.3.2 最小相位系统75
2.4 谱因式分解78
2.5 延伸阅读80
习题80
第3章 脉冲幅度调制102
3.1 基带脉冲幅度调制103
3.1.1 发送信号103
3.1.2 接收信号105
3.1.3 频域特性105
3.1.4 接收机处的码间干扰108
3.2 奈奎斯特脉冲110
3.3 通带脉冲幅度调制113
3.3.1 频移键控114
3.3.2 相移键控114
3.3.3 正交幅度调制116
3.4 延伸阅读118
习题119
第4章 状态空间模型133
4.1 系统记忆性133
4.2 举例说明134
4.3 状态空间模型146
4.3.1 DT状态空间模型146
4.3.2 CT状态空间模型149
4.3.3 状态空间模型的典型性质151
4.4 基于LTI输入输出模型的状态空间模型153
4.5 非线性状态空间模型的平衡状态和线性化158
4.5.1 平衡状态158
4.5.2 线性化161
4.6 延伸阅读164
习题165
第5章 LTI状态空间模型174
5.1 连续时间和离散时间LTI模型174
5.2 零输入响应和模态表示177
5.2.1 未驱动的CT系统177
5.2.2 未驱动的DT系统185
5.2.3 LTI系统的渐进稳定性187
5.3 模态坐标下的通用响应191
5.3.1 被驱动的CT系统191
5.3.2 被驱动的DT系统194
5.3.3 相似变换和对角化196
5.4 传递函数、隐藏模式、可达性和可观测性202
5.4.1 CT系统的输入–状态–输出结构202
5.4.2 DT系统的输入–状态–输出结构210
5.5 延伸阅读219
习题220
第6章 状态观测器和状态反馈236
6.1 设备和模型237
6.2 状态估计和观测器239
6.2.1 实时仿真239
6.2.2 状态观测器241
6.2.3 观测器设计243
6.3 状态反馈控制252
6.3.1 开环控制252
6.3.2 经由LIT状态反馈的闭环控制253
6.3.3 LTI状态反馈设计254
6.4 基于观测器的反馈控制262
6.5 延伸阅读267
习题267
第7章 概率模型279
7.1 基本概率模型279
7.2 条件概率、贝叶斯法则和事件的独立性280
7.3 随机变量283
7.4 概率分布283
7.5 联合分布的随机变量285
7.6 期望、矩和方差287
7.7 二元随机变量的相关性和协方差290
7.8 向量空间中的相关性质294
7.9 延伸阅读296
习题297
第8章 估计算法306
8.1 单个连续随机变量的估计307
8.2 从估计到估计器312
8.3 线性最小方均误差估计318
8.3.1 从一个随机变量的单次量测中线性估计另一个随机变量318
8.3.2 多重量测323
8.4 延伸阅读327
习题328
第9章 假设检验343
9.1 噪声中的二进制脉冲幅度调制343
9.2 最小错误概率下的假设检验345
9.2.1 最小错误条件概率的判决346
9.2.2 最小化总体错误概率的MAP判决准则347
9.2.3 编码数字通信中的假设检验350
9.3 二元假设检验353
9.3.1 虚警、漏警和检测354
9.3.2 似然比检验356
9.3.3 纽曼–皮尔逊判决准则和接收者操作特性357
9.4 最小风险判决361
9.5 延伸阅读363
习题363
第10章 随机过程380
10.1 随机过程的定义和举例380
10.2 随机过程的一阶矩和二阶矩特性385
10.3 平稳性386
10.3.1 严格平稳性386
10.3.2 广义平稳性386
10.3.3 WSS相关函数和协方差函数的性质388
10.4 各态历经性391
10.5 随机过程的线性估计392
10.5.1 线性预测392
10.5.2 线性FIR滤波394
10.6 WSS过程的LTI滤波395
10.7 延伸阅读 401
习题401
第11章 功率谱密度421
11.1 瞬时功率期望的频谱分布422
11.1.1 功率谱密度422
11.1.2 波动谱密度426
11.1.3 互谱密度431
11.2 时间平均的功率谱期望和爱因斯坦–维纳–辛钦理论432
11.3 应用437
11.3.1 揭示循环分量437
11.3.2 模型滤波器439
11.3.3 白化滤波器443
11.3.4 带限随机过程的采样444
11.4 延伸阅读444
习题445
第12章 信号估计464
12.1 随机变量的LMMSE估计465
12.2 FIR维纳滤波器467
12.3 无约束的离散时间维纳滤波472
12.4 离散时间的因果维纳滤波480
12.5 最佳观测器和卡尔曼滤波487
12.5.1 受加性噪声干扰的信号的因果维纳滤波487
12.5.2 维纳滤波器的观测器实现489
12.5.3 最佳状态估计和卡尔曼滤波491
12.6 CT信号的估计492
12.7 延伸阅读493
习题493
第13章 信号检测511
13.1 基于多重量测的假设检验512
13.2 独立同分布高斯噪声中已知信号的检测514
......
最近我一直在思考人工智能和机器学习背后的数学原理,特别是信号处理和系统理论在其中的应用。我偶然看到了《信号、系统及推理》(英文版)这本书的名称,立刻引起了我的兴趣。这个书名所蕴含的深度,预示着它将不仅仅是停留在表面的技术介绍,而是会深入到核心的理论和思维方式。 我设想这本书的写作风格会是既有严谨的数学推导,又不失生动的讲解。它可能会从信号的基本概念入手,比如如何表示一个信号,信号的各种变换,如傅里叶变换、Z变换等。然后,会深入到系统的分析,比如线性系统、时不变系统,以及如何用传递函数来描述一个系统。而“推理”这个词,我猜测它会着重于如何运用这些理论知识来分析和解决实际问题,比如在模式识别中如何提取特征信号,在自然语言处理中如何理解语言的结构,或者在推荐系统中如何建立用户行为模型。这种强调逻辑思维和模型构建能力的培养,对我来说极具吸引力。
评分我在工程领域工作,经常需要处理各种传感器采集到的数据,这些数据本质上就是信号。而如何对这些信号进行有效的处理和分析,以提取有用的信息,并进一步理解背后所代表的物理过程,是我一直在探索的课题。《信号、系统及推理》(英文版)这个书名,让我眼前一亮。它预示着这本书不仅会教授我如何处理信号,更重要的是,会教会我如何“推理”,如何从信号中读出规律,如何理解系统的本质。 我设想这本书的阅读体验会是令人耳目一新的。它可能会从信号的数学描述开始,例如傅里叶变换、拉普拉斯变换等,帮助我理解信号的频谱特性。然后,会深入到系统的建模,如何用微分方程或差分方程来描述一个动态系统。更令我期待的是,“推理”部分,我猜想它会提供一些案例研究,演示如何利用信号与系统理论来解决实际的工程问题,比如通信系统的设计、控制器的设计,甚至是如何从不完整的信号中恢复丢失的信息。我期望这本书能够让我不仅仅停留在公式的层面,而是能够真正领会信号与系统背后的深刻道理。
评分作为一名对数学和物理学交叉领域充满兴趣的学生,我一直在寻找能够帮助我建立扎实理论基础的读物。《信号、系统及推理》(英文版)这个书名,就仿佛一盏明灯,指引了我前进的方向。它不仅仅是简单的技术手册,而是强调了“推理”的重要性,这让我相信这本书会教会我如何用逻辑和分析来理解复杂的概念。 我推测,这本书的讲解方式会是严谨且富有洞察力的。它可能会从信号的本质属性开始,逐步深入到信号的表示和变换,比如时域、频域以及它们之间的联系。随后,会引入系统的概念,讨论系统的时域响应和频域响应,以及它们在信号处理中的作用。我尤其期待“推理”这部分的阐述,它可能会涵盖如何建立数学模型来描述物理系统,如何分析系统的稳定性,如何预测系统的行为,以及如何利用系统的特性来实现特定的功能。这种注重思维方式和解决问题能力的培养,正是我所追求的。
评分最近我一直在研究一些关于控制理论的入门读物,发现很多地方都涉及到对系统行为的分析和预测,而这其中离不开对信号的理解。我听说《信号、系统及推理》(英文版)在学界口碑相当不错,但具体内容我还没有机会接触。不过,从书名来看,我非常有信心它能在这些方面给我提供宝贵的指导。我特别关注“推理”二字,这让我觉得它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,能够引导我如何将抽象的数学概念与实际的工程问题联系起来。 我设想这本书的章节安排会非常有逻辑性。也许会先从信号的基本特性讲起,比如频率、幅度、相位等等,然后深入到各种经典信号的分析,如冲激信号、阶跃信号等。接着,会过渡到系统的基本概念,如线性、时不变、因果性等。而“推理”部分,我猜测可能是在讲解了这些基础知识后,会提供一些实际案例,引导读者如何运用所学的信号与系统知识来分析这些案例,例如在通信系统中如何处理噪声信号,在音频处理中如何实现滤波,或者在图像处理中如何应用卷积等。这种循序渐进、理论联系实际的学习路径,对我来说非常具有吸引力。
评分作为一名对信号处理和系统理论充满好奇的初学者,我一直渴望找到一本能系统性地引导我入门的书籍。在搜索了众多资料后,《信号、系统及推理》这个书名瞬间吸引了我。虽然我还没有真正翻阅这本书,但仅仅是书名就给了我一种非常深刻的印象。它不仅仅是简单的“信号与系统”,还加入了“推理”这个词,这让我联想到,这本书可能不仅仅是讲解理论公式和推导过程,更重要的是要教会读者如何运用这些理论去分析问题、解决问题,甚至是对现象背后进行更深层次的理解。 我设想,这本书的开篇或许会从最基础的概念入手,比如信号的定义,它是如何产生的,又有哪些不同的类型,例如连续信号和离散信号,周期信号和非周期信号等等。然后,会逐步引入系统的概念,讨论系统的输入、输出,以及系统对信号的变换。我期待书中能够用大量的图示来帮助理解,因为对于我这样视觉型学习者来说,清晰的图表往往比枯燥的文字更能激发我的兴趣和理解。我也会特别关注书中的“推理”部分,它可能指的是如何通过数学模型来描述现实世界的系统,如何从系统的特性推断其行为,甚至是如何在不确定性下做出合理的判断。这种理论与实践相结合的教学方式,正是我在学习过程中最需要补足的。
评分讲了很多Statistic Inference与信号处理相关的背景知识,对以后学习音频处理,识别,还有合成有很大帮助。
评分挺好的,赞赞赞,不错。
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评分包装好,质量好
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