基本信息
书名:信号处理的神经网络方法
定价:22.00元
作者:高颖慧,王平,沈振康
出版社:清华大学出版社
出版日期:2012-12-01
ISBN:9787302305453
字数:
页码:142
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.182kg
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内容提要
人工神经网络的独特知识表示结构和信息处理原则使其成为智能信息处理的主要技术之一,吸引了越来越多科技工作者的研究兴趣。《信号处理的神经网络方法》从人工神经网络在信号处理领域的应用人手,对神经网络基本结构和信号处理领域如何应用神经网络进行介绍。我们挑选BP.RBF.SOFM.LVQ.H。pfield这5种已成功应用于解决实际信号处理问题的网络结构进行详细介绍,并对如何利用它们解决信号处理问题进行分析。
另外还介绍了量子比特神经网络这种新兴网络结构。
《信号处理的神经网络方法》适合于作为研究生或高年级本科生的教材,也可以作为希望深入学习神经网络理论和应用技术的科技人员的参考书。
目录
作者介绍
文摘
1.3.2 人工神经网络适用于数字信号处理
在人工神经网络的发展历史中,其在理论和设计方面所取得的进步都同信号处理问题密切相关,信号处理领域不断出现的新问题促进了人工神经网络的不断发展。像自适应滤波、自适应编码等自适应问题,以及模式的非线性区域分类、系统辨识、高维空间非线检测等非线性问题,是信号处理领域的研究热点和难点,应用传统方法解决这些问题具有较大难度,而人工神经网络的以下特性使其非常适合于解决这些问题。
(1)强大的非线性映射能力、自适应能力,以及广泛的全局逼近能力。
(2)并行的信息处理方式:单个神经元进行简单信息处理,而大量简单处理单元集体的、并行的活动可以以较快速度得到预期的识别计算结果。
(3)分布式的信息存储方式:信息以分布方式存储在神经元之间的连接权值上,仅从单个权值无法看出存储内容。
(4)强大的学习能力以及由此而来的泛化能力:神经网络的连接权值和连接结构都可以以监督或非监督方式从环境中学习得到,而泛化是指人工神经网络对不在训练样本集合中的数据可以产生合理的输出。这种能力使得人工神经网络可以解决一些当前还不能够处理的大型复杂信号处理问题。
(5)强的容错性:局部或部分神经元损坏后,不会对全局活动造成很大影响。
我们现在常应用人工神经网络进行统计信号处理、非线处理、自适应信号处理及建立非线性动态系统。因此,基于人工神经网络的信号处理成为信号处理中的重要研究方向,也是人工神经网络理论和模型的重要应用方面。
……
序言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 人工神经网络概述
1.2.1 人工神经元
1.2.2 人工神经网络分类
1.2.3 前向人工神经网络
1.2.4 竞争型人工神经网络
1.2.5 递归人工神经网络
1.2.6 量子比特神经网络
1.3 人工神经网络适用于信号处理
1.3.1 数字信号处理问题概述
1.3.2 人工神经网络适用于数字信号处理
1.3.3 应用人工神经网络解决信号处理问题示例
1.4 ANN解决信号处理问题的一般思路
习题
第2章 基于BP网络的信号处理
2.1 引言
2.2 BP学习算法
2.2.1 输出层神经元权值确定
2.2.2 隐含层神经元权值确定
2.2.3 权值修正过程
2.2.4 BP学习算法描述
2.3 BP学习算法的局限性及改进方法
2.3.1 BP学习算法的局限性
2.3.2 BP学习算法的改进方法
2.4 构建BP网络的关键问题
2.5 BP网络的MATLAB实现
2.6 基于BP网络的英文字母识别
2.6.1 英文字母特征提取
2.6.2 网络结构确定
2.6.3 网络训练
2.6.4 网络构建流程
2.6.5 字母识别性能分析
习题
第3章 基于RBF网络的信号处理
3.1 函数的内插理论
3.1.1 近似问题的定义
3.1.2 函数的内插
3.2 径向基神经元
3.3 高斯RBF网络
3.3.1 高斯RBF网络结构
3.3.2 网络学习方法
3.3.3 RBF网络结构确定方法
3.4 概率RBF网络
3.4.1 贝叶斯决策分类方法简介
3.4.2 概率RBF网络结构
3.4.3 基于EM算法的概率RBF网络的学习
3.5 RBF网络的MATLAB实现
3.5.1RBF网络创建函数
3.5.2 RBF网络传递函数和转换函数
3.6 RBF网络应用实例
3.6.1 基于RBF网络的插值技术
3.6.2 基于RBF网络的浅滩演变预测
习题
第4章 基于SOFM网络的信号处理
4.1 SOFM网络结构
4.1.1SOFM网络基本特点
4.1.2 网络构成
4.2 SOFM网络学习算法
4.2.1 两阶段权值调整
……
第5章 神经动力学基本原理及Hopfield网络
第6章 量子比特神经网络
第7章 结束语
参考文献
这本书的章节安排条理清晰,从基础理论到具体应用,层层递进,引人入胜。我尤其对其中关于“利用深度学习进行信号的特征提取与识别”的内容充满了期待。在许多信号处理任务中,特征提取是至关重要的一步,它直接影响到后续的分类、识别或检测的准确性。传统的特征提取方法,如傅里叶变换、小波变换、倒谱分析等,虽然经典,但在面对高维、复杂、非线性的信号时,往往难以提取出足够具有判别力的特征。深度学习,尤其是CNN,在图像识别领域展现出的强大特征学习能力,让我相信它也能在信号处理领域大放异彩。我希望能看到书中详细介绍如何设计和训练CNN模型,使其能够自动地从原始信号中学习到层层抽象的、具有鲁棒性的特征表示。例如,如何将一维信号转化为二维的谱图表示,然后应用CNN进行分析?或者,是否可以直接在原始一维信号上设计一维CNN?书中是否会探讨不同CNN架构(如ResNet、Inception)在信号特征提取任务中的适用性?此外,对于信号识别任务,例如语音识别、生物信号(如心电图、脑电图)的异常检测、以及雷达信号的分类等,我迫切希望能看到书中提供具体的案例研究和算法实现细节,从而让我能够借鉴和应用到自己的研究项目中。
评分读完这本书的目录,我被其内容的深度和广度所震撼。它不仅仅停留于概念的介绍,而是深入到了算法的细节和理论的推导,这对于我这样希望将理论应用于实际问题的读者来说,简直是福音。我非常好奇书中关于“神经网络在自适应滤波中的应用”部分。传统的自适应滤波算法,如LMS、RLS等,虽然成熟且易于理解,但在处理非线性、时变、非平稳信号时,往往存在收敛速度慢、稳态误差大等问题。我期待书中能够阐释如何利用神经网络强大的非线性映射能力,构建更高效、更鲁棒的自适应滤波器。例如,是否可以通过训练一个前馈神经网络来近似非线性系统辨识,或者利用RNN/LSTM来捕捉信号的时序依赖性,从而实现更优的滤波效果?书中是否会详细介绍不同网络结构(如MLP、RNN、CNN)在自适应滤波场景下的优劣势,以及相应的训练策略和收敛性分析?我更关注的是,这些神经网络驱动的自适应滤波器在实际应用中,例如在通信系统中的信道均衡、在生物医学信号处理中的噪声抑制,以及在音频信号处理中的回声消除等方面,能够带来哪些具体的性能提升和创新性的解决方案。这部分内容无疑将是我深入研究的重点,希望能从中获得启发,推动我在这方面的研究更上一层楼。
评分随着大数据时代的到来,如何有效地从海量信号数据中提取有价值的信息,已经成为一个关键问题。这本书的题目“信号处理的神经网络方法”无疑切中了这一时代需求。我尤其对书中关于“利用深度学习进行信号的分类与聚类”的内容充满了期待。在许多应用场景中,将信号划分到不同的类别,或者将相似的信号聚集在一起,是进行后续分析和决策的基础。传统的分类和聚类算法,如SVM、K-means等,虽然经典,但在处理高维、复杂、非线性边界的数据时,往往面临性能瓶颈。我希望书中能够详细介绍如何设计和训练深度学习模型,例如CNN、RNN、或者Transformer等,来学习信号的有效表示,并直接进行高精度的分类和聚类。书中是否会提供关于如何选择合适的神经网络架构、设计损失函数、以及进行模型训练的详细指导?我更希望看到书中能够提供具体的应用案例,例如在图像分类、文本分类、音频事件识别,或者生物医学信号的分类与聚类等方面的研究成果,从而让我能够借鉴其方法论,应用于我的研究项目中。
评分我一直对如何提升信号处理的效率和智能化水平抱有浓厚的兴趣。这本书的标题“信号处理的神经网络方法”让我看到了实现这一目标的曙光。在许多工程领域,实时处理大量的信号数据是一项巨大的挑战,而算法的复杂度往往是制约实时性的重要因素。我特别关注书中关于“神经网络在信号降维与特征选择中的应用”的章节。传统的降维方法,如PCA、t-SNE等,虽然有效,但在处理高维、非线性数据时,可能无法充分捕捉数据的内在结构。我希望能看到书中详细介绍如何利用深度学习模型,例如多层感知机(MLP)、自动编码器(Autoencoders)或更复杂的深度神经网络,来学习数据的低维表示,同时保留原始数据的重要信息。此外,在特征选择方面,我期待书中能够阐释如何利用神经网络来识别和选择对特定任务(如分类、回归)最有贡献的信号特征,从而减少计算量,提高算法的效率和泛化能力。我希望书中能提供具体的算法示例,并说明在哪些应用场景下,基于神经网络的降维和特征选择方法能够带来显著的性能提升。
评分这本书的封面设计简约而大气,深邃的蓝色背景搭配银白色的书名,予人一种严谨、专业的科技感。书名“信号处理的神经网络方法”本身就充满了吸引力,它精确地指出了研究方向,让我立刻联想到人工智能与经典信号处理领域在前沿碰撞所激发的火花。一直以来,我对传统的信号处理理论和算法都有着深入的学习和实践,深知其在各个工程领域中的重要作用。然而,随着计算能力的飞跃和深度学习的兴起,我愈发感受到将神经网络的强大建模能力引入信号处理领域的巨大潜力。这本书的出现,无疑为我打开了一扇新的大门,让我看到了突破传统限制、实现更高效、更鲁棒的信号处理新范式的希望。我尤其期待书中能够深入探讨如何利用不同类型的神经网络模型,例如卷积神经网络(CNN)在时频域特征提取,循环神经网络(RNN)和长短期记忆网络(LSTM)在时序信号建模,以及图神经网络(GNN)在处理非结构化信号数据等方面的具体应用。同时,我也希望书中能够对神经网络在信号去噪、信号分离、特征识别、故障诊断等经典信号处理任务中取得的最新突破进行详细介绍,并给出相应的理论解释和实践案例。这不仅仅是一本技术手册,更是一份引领我深入探索未知领域的指南,让我能够站在巨人的肩膀上,继续追寻信号处理技术的创新之路。
评分我一直认为,对于任何一门技术,理解其背后的数学原理和理论基础是至关重要的。这本书的名称“信号处理的神经网络方法”表明它将深入到这两个领域的交叉点,这让我感到非常兴奋。我特别想知道书中在“神经网络模型在信号稀疏表示与压缩感知中的应用”这一部分会提供哪些深刻的见解。传统的信号稀疏表示和压缩感知技术,在数据采集和传输方面展现了强大的能力,但如何找到最适合特定信号的稀疏基,以及如何设计高效的重构算法,仍然是研究的重点。我希望书中能够详细阐述如何利用神经网络的非线性建模能力,来学习信号的内在稀疏性,或者直接学习过完备字典,从而实现比传统方法更优的稀疏表示。对于压缩感知中的重构问题,我好奇是否可以通过训练神经网络来预测或生成缺失的测量值,或者直接学习一个端到端的重构网络,将测量值直接映射回原始信号。我希望书中能够提供一些具体的算法框架,例如基于字典学习的神经网络模型,或者基于深度学习的重构算法,并给出在图像、音频或传感器网络数据等方面的应用案例,以展示其优越性能。
评分作为一名在信号处理领域摸索多年的研究者,我深知理论与实践之间往往存在鸿沟。这本书的出现,让我看到了弥合这一鸿沟的希望。我特别关注书中关于“基于神经网络的信号重建与恢复”的章节。在实际应用中,信号往往会因为传输损耗、噪声干扰、传感器故障等原因而发生丢失或损坏,如何有效地重建和恢复这些信号,一直是信号处理领域的一个重要挑战。传统的方法,如插值、滤波、压缩感知等,都有其局限性。我非常好奇书中将如何阐述神经网络在信号重建与恢复中的作用。例如,是否可以利用生成对抗网络(GANs)来生成更逼真的缺失信号部分?或者,是否可以通过训练循环神经网络(RNNs/LSTMs)来预测和填补信号的缺失段?书中是否会讨论如何利用深度学习模型来增强低质量信号,提高信噪比,或者从混叠信号中分离出原始信号?我尤其希望书中能够提供具体的算法框架和实验结果,展示神经网络在这些任务上的优势,比如在医学影像重建、音频信号修复、甚至视频信号的超分辨率重建等方面的应用前景。这部分内容将是我学习和探索的重要方向。
评分作为一名对新兴技术充满好奇的研究生,这本书的出现无疑是我学习道路上的一个重要里程碑。我一直对如何将人工智能的力量应用于解决复杂的工程问题充满热情。书中关于“基于神经网络的异常信号检测与故障诊断”的部分,正是我当前研究的重点。传统的异常检测方法,往往依赖于预设的阈值或统计模型,在面对复杂的、动态变化的信号时,其鲁棒性和准确性会大打折扣。我期待书中能够深入阐述如何利用神经网络的强大模式识别能力,来自动学习正常信号的模式,并以此为基准来检测偏离正常模式的异常信号。例如,是否可以训练一个自编码器(Autoencoder)来学习信号的紧凑表示,然后利用重构误差来判断异常?或者,是否可以利用LSTM/GRU等循环神经网络来捕捉信号的时序特征,并据此进行异常检测?我更希望书中能够提供具体的案例研究,例如在工业设备故障诊断、电力系统异常监测、或者网络入侵检测等领域,展示神经网络方法如何实现更高精度、更早期的异常检测。这部分内容将为我提供宝贵的理论指导和实践借鉴。
评分我一直认为,学习一门技术,不仅要了解其“是什么”,更要探究其“为什么”以及“如何做”。这本书的题目“信号处理的神经网络方法”正是提供了这样一个深入探索的机会。我特别期待书中对于“神经网络在信号生成与合成中的应用”这一部分的详细阐述。在许多领域,例如计算机图形学、音频合成、或者模拟仿真,都需要生成逼真且符合特定规律的信号。传统的信号生成方法,往往依赖于预设的模型和规则,在生成复杂、动态的信号时,存在很大的局限性。我希望书中能够详细介绍如何利用生成模型,如生成对抗网络(GANs)、变分自编码器(VAEs)等,来学习真实信号的分布,并生成具有高度真实感的合成信号。例如,是否可以利用GANs来生成逼真的音频波形,或者合成具有特定风格的音乐?书中是否会讨论如何控制生成信号的属性,例如在图像生成中控制风格、在音频生成中控制音色?我更关注的是,这些神经网络生成方法能否在信号处理领域带来新的突破,例如用于数据增强、模型验证,或者设计新的信号处理算法。这部分内容将极大地拓展我对信号处理的认知边界。
评分这本书的标题“信号处理的神经网络方法”就足以引起我的极大兴趣。作为一名在通信工程领域工作的工程师,我一直关注着前沿技术的最新进展,而神经网络在人工智能领域的崛起,无疑为信号处理带来了革命性的机遇。我特别期待书中能够深入探讨“神经网络在通信系统中的应用”。通信系统中的信号处理任务繁多且复杂,例如信道均衡、解调、信道编码/解码、干扰抑制、信号检测等,这些环节都对信号处理的效率和鲁棒性提出了极高要求。我希望书中能够阐释如何利用神经网络来优化这些通信信号处理环节。例如,是否可以训练一个神经网络来直接完成信道均衡,从而替代传统的均衡器?或者,如何利用神经网络来提升信道编码/解码的性能,实现更低的误码率?书中是否会讨论如何利用深度学习模型来进行更精确的信号检测和调制识别,尤其是在复杂多变的通信环境下?此外,我非常关注书中是否会介绍一些具体的神经网络模型和算法,这些模型和算法能够被直接应用于现有的通信系统中,或者为新一代通信系统的设计提供理论指导。这部分内容将直接关系到我在实际工作中如何运用这些新方法,解决工程难题。
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