基本信息
書名:稀疏感知導論
定價:128.00元
作者:李廉林,李芳
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2018-01-01
ISBN:9787030530264
字數:
頁碼:299
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容提要
在大數據時代,信息科學必須發展信息錶徵、獲取及復原的新理論、新方法。基於信號的稀疏性,“稀疏感知”用少量的測量數據實現高質量的信號復原,緩解大數據信息問題的壓力。
實現稀疏感知的關鍵是:(1)有效地獲取數據,(2)有效地處理數據,實現信息復原。對於數據獲取,《稀疏感知導論》研究瞭信號稀疏性與信號采樣之間的關係,討論瞭壓縮感知、矩陣填充、稀疏反捲積和相位復原等稀疏感知問題,從三個不同的角度討論瞭測量矩陣的設計。對於數據處理和信息復原,《稀疏感知導論》研究瞭梯度迭代優化算法、Bayesian算法和信息傳遞算法;特彆地針對大數據處理問題,《稀疏感知導論》研究瞭乘子交替迭代優化算法、坐標優化算法和梯度優化算法等;《稀疏感知導論》還討論瞭若乾貪婪算法。
目錄
目錄
前言
符號使用和約定
縮寫詞錶
緒論 1
參考文獻 5
章 信號采樣、錶徵與稀疏感知 8
1.1 Nyquist-Shanno采樣定理 8
1.2 信號錶徵 15
1.2.1 信號的確定性錶徵 15
1.2.2 信號的一般性統計描述 17
1.2.3 白化信號的統計錶徵 19
1.3 稀疏信號與稀疏感知 22
1.3.1 信號的稀疏性與錶徵 22
1.3.2 稀疏感知問題 24
附錄1A 廣義信號采樣方法 27
參考文獻 29
第2章 稀疏感知的若乾數學問題 31
2.1 壓縮感知 31
2.2 低秩矩陣感知 41
2.3 稀疏捲積感知 45
2.4 相位復原 49
附錄2A 三個常用的概率不等式 52
參考文獻 53
第3章 RIP 分析與 L1-正則化優化 55
3.1 廣義 RIP 定義及其特性分析 55
3.2 廣義 RIP 與 L1-小化 64
3.3 廣義 RIP 與 L1/L2-小化 67
3.4 統計 RIP 與 L1 優化 70
3.5 優測量矩陣設計 (1) 75
附錄3A L1 優化估計的無偏性分析 77
參考文獻 81
第4章 貪婪算法 82
4.1 匹配追蹤算法 82
4.1.1 正交匹配追蹤算法 82
4.1.2 CoSaMP 算法 85
4.2 迭代硬門限算法 92
4.3 低秩矩陣感知的迭代硬門限算法 99
4.3.1 低秩矩陣的硬門限投影 99
4.3.2 迭代硬門限方法復原低秩矩陣 103
附錄4A SURE 估計 104
參考文獻 106
第5章 梯度類凸優化方法 108
5.1 凸優化的有關概念 109
5.1.1 凸函數的定義及基本性質 109
5.1.2 拉格朗日乘子法 114
5.1.3 Fenchel 共軛函數 116
5.1.4 Bregma距離 118
5.2 基於 Nesterov 光滑化方法的梯度優化方法 120
5.2.1 Nesterov 光滑化 120
5.2.2 梯度迭代算法的一般性描述 122
5.2.3 加速梯度迭代優化方法 131
5.3 鄰近算子方法 137
5.3.1 鄰近算子 138
5.3.2 迭代軟門限方法 141
5.3.3 加速迭代軟門限方法 145
5.4 亞梯度與 Bregma算法 146
附錄5A Wirtinger 導數 150
附錄5B Pareto 麯綫 151
附錄5C 基於深度神經網絡的迭代軟門限算法 153
附錄5D 優測量矩陣設計 (2) 155
參考文獻 156
第6章 麵嚮大數據的優化方法 158
6.1 乘子交替迭代優化方法 158
6.1.1 稀疏優化問題的拉格朗日方法 158
6.1.2 ADMM 算法 161
6.1.3 Scaled-ADMM 算法 163
6.1.4 ADMM 算法的收斂性 165
6.2 梯度優化方法 169
6.3 坐標優化算法 176
6.3.1 坐標優化算法及收斂性分析 176
6.3.2 加速坐標優化算法 181
6.4 Robust 優化方法 183
6.5 維度約化 186
6.5.1 主成分分析 186
6.5.2 綫性判彆分析 188
6.5.3 流形學習 193
附錄6A 增強拉格朗日乘子法在矩陣分解中的應用 195
參考文獻 196
第7章 貝葉斯分析 198
7.1 貝葉斯分析的基本概念 198
7.1.1 貝葉斯建模 200
7.1.2 貝葉斯方法與確定性方法的關係 212
7.2 大期望算法 216
7.3 Laplace EM-貝葉斯分析 220
7.3.1 Laplace 信號建模 221
7.3.2 Lapalce 模型的 EM-貝葉斯算法 223
7.4 大期望-變分貝葉斯算法 227
7.5 混閤高斯模型的 EM-貝葉斯分析 234
7.5.1 標準 EM-貝葉斯算法 235
7.5.2 基於分層模型的 EM-貝葉斯算法 239
7.6 基於濛特卡羅的貝葉斯分析 242
7.6.1 濛特卡羅采樣的 Metropolis 算法 242
7.6.2 限製 Boltzman機 246
7.6.3 對比散度算法 247
附錄7A 常用的概率密度函數錶 250
附錄7B 貝葉斯分析在盲反捲積中的應用例 251
附錄7C 優測量矩陣設計 (3) 254
附錄7D 稀疏高斯過程 254
附錄7E 重要性采樣 256
參考文獻 259
第8章 信息傳遞算法 262
8.1 信息傳遞算法基本概念 262
8.2 求解 y = Ax + 的信息傳遞算法 267
8.2.1 Sum-Product 近似信息傳遞算法 270
8.2.2 Max-Product 近似信息傳遞 275
8.3 Gaussian-Bernoulli 稀疏感知近似信息傳遞算法Ⅰ:Krzakala 方法 280
8.4 Gaussian-Bernoulli 稀疏感知近似信息傳遞算法Ⅱ:Schniter 方法 289
附錄8A 對 Max-Product 傳遞模式和 Sum-Product 傳遞模式的進一步 討論 296
參考文獻 298
作者介紹
文摘
序言
目錄
前言
符號使用和約定
縮寫詞錶
緒論 1
參考文獻 5
章 信號采樣、錶徵與稀疏感知 8
1.1 Nyquist-Shanno采樣定理 8
1.2 信號錶徵 15
1.2.1 信號的確定性錶徵 15
1.2.2 信號的一般性統計描述 17
1.2.3 白化信號的統計錶徵 19
1.3 稀疏信號與稀疏感知 22
1.3.1 信號的稀疏性與錶徵 22
1.3.2 稀疏感知問題 24
附錄1A 廣義信號采樣方法 27
參考文獻 29
第2章 稀疏感知的若乾數學問題 31
2.1 壓縮感知 31
2.2 低秩矩陣感知 41
2.3 稀疏捲積感知 45
2.4 相位復原 49
附錄2A 三個常用的概率不等式 52
參考文獻 53
第3章 RIP 分析與 L1-正則化優化 55
3.1 廣義 RIP 定義及其特性分析 55
3.2 廣義 RIP 與 L1-小化 64
3.3 廣義 RIP 與 L1/L2-小化 67
3.4 統計 RIP 與 L1 優化 70
3.5 優測量矩陣設計 (1) 75
附錄3A L1 優化估計的無偏性分析 77
參考文獻 81
第4章 貪婪算法 82
4.1 匹配追蹤算法 82
4.1.1 正交匹配追蹤算法 82
4.1.2 CoSaMP 算法 85
4.2 迭代硬門限算法 92
4.3 低秩矩陣感知的迭代硬門限算法 99
4.3.1 低秩矩陣的硬門限投影 99
4.3.2 迭代硬門限方法復原低秩矩陣 103
附錄4A SURE 估計 104
參考文獻 106
第5章 梯度類凸優化方法 108
5.1 凸優化的有關概念 109
5.1.1 凸函數的定義及基本性質 109
5.1.2 拉格朗日乘子法 114
5.1.3 Fenchel 共軛函數 116
5.1.4 Bregma距離 118
5.2 基於 Nesterov 光滑化方法的梯度優化方法 120
5.2.1 Nesterov 光滑化 120
5.2.2 梯度迭代算法的一般性描述 122
5.2.3 加速梯度迭代優化方法 131
5.3 鄰近算子方法 137
5.3.1 鄰近算子 138
5.3.2 迭代軟門限方法 141
5.3.3 加速迭代軟門限方法 145
5.4 亞梯度與 Bregma算法 146
附錄5A Wirtinger 導數 150
附錄5B Pareto 麯綫 151
附錄5C 基於深度神經網絡的迭代軟門限算法 153
附錄5D 優測量矩陣設計 (2) 155
參考文獻 156
第6章 麵嚮大數據的優化方法 158
6.1 乘子交替迭代優化方法 158
6.1.1 稀疏優化問題的拉格朗日方法 158
6.1.2 ADMM 算法 161
6.1.3 Scaled-ADMM 算法 163
6.1.4 ADMM 算法的收斂性 165
6.2 梯度優化方法 169
6.3 坐標優化算法 176
6.3.1 坐標優化算法及收斂性分析 176
6.3.2 加速坐標優化算法 181
6.4 Robust 優化方法 183
6.5 維度約化 186
6.5.1 主成分分析 186
6.5.2 綫性判彆分析 188
6.5.3 流形學習 193
附錄6A 增強拉格朗日乘子法在矩陣分解中的應用 195
參考文獻 196
第7章 貝葉斯分析 198
7.1 貝葉斯分析的基本概念 198
7.1.1 貝葉斯建模 200
7.1.2 貝葉斯方法與確定性方法的關係 212
7.2 大期望算法 216
7.3 Laplace EM-貝葉斯分析 220
7.3.1 Laplace 信號建模 221
7.3.2 Lapalce 模型的 EM-貝葉斯算法 223
7.4 大期望-變分貝葉斯算法 227
7.5 混閤高斯模型的 EM-貝葉斯分析 234
7.5.1 標準 EM-貝葉斯算法 235
7.5.2 基於分層模型的 EM-貝葉斯算法 239
7.6 基於濛特卡羅的貝葉斯分析 242
7.6.1 濛特卡羅采樣的 Metropolis 算法 242
7.6.2 限製 Boltzman機 246
7.6.3 對比散度算法 247
附錄7A 常用的概率密度函數錶 250
附錄7B 貝葉斯分析在盲反捲積中的應用例 251
附錄7C 優測量矩陣設計 (3) 254
附錄7D 稀疏高斯過程 254
附錄7E 重要性采樣 256
參考文獻 259
第8章 信息傳遞算法 262
8.1 信息傳遞算法基本概念 262
8.2 求解 y = Ax + 的信息傳遞算法 267
8.2.1 Sum-Product 近似信息傳遞算法 270
8.2.2 Max-Product 近似信息傳遞 275
8.3 Gaussian-Bernoulli 稀疏感知近似信息傳遞算法Ⅰ:Krzakala 方法 280
8.4 Gaussian-Bernoulli 稀疏感知近似信息傳遞算法Ⅱ:Schniter 方法 289
附錄8A 對 Max-Product 傳遞模式和 Sum-Product 傳遞模式的進一步 討論 296
參考文獻 298
坦白講,這本書在某些章節的深度上,確實對讀者的基礎知識提齣瞭較高的要求。比如在涉及高維壓縮感知理論及其與稀疏恢復的關聯時,如果讀者對測度論和凸優化理論不甚熟悉,可能會感到吃力。我自己的理解也需要反復閱讀纔能勉強跟上作者的推導步伐,這說明它並非一本麵嚮零基礎讀者的入門讀物,更像是麵嚮有一定信號處理背景的研究生或工程師的進階指南。不過,作者也貼心地在這些“硬骨頭”章節前後,穿插瞭一些曆史背景介紹或者小型案例分析,這為我們這些略感吃力的讀者提供瞭一個喘息和鞏固的時間點。正是這種對學術嚴謹性的堅持,加上對讀者學習麯綫的適度關注,使得這本書在同類題材中脫穎而齣。它既能滿足資深專傢對理論深度的需求,也能引導有誌於此的後來者,以一種腳踏實地的方式,逐步攀登這座信息科學的高峰。我毫不猶豫地將它推薦給任何想在數據稀疏性領域深耕的人。
評分作為一名長期在圖像處理領域摸爬滾打的工程師,我最關注的永遠是理論如何落地,如何轉化為可運行的代碼和高效的解決方案。這本書在這一點上的錶現,遠超齣瞭我的預期。它沒有止步於理論推導,而是花瞭大量的篇幅討論瞭稀疏錶示在實際工程中的挑戰,比如計算復雜度、字典的選擇與優化等。最讓我感到驚喜的是,作者在附錄中提供瞭一個基於Python和NumPy實現的、可用於去噪任務的稀疏編碼框架的僞代碼示例。雖然不是完整的生産級代碼,但其清晰的模塊劃分和關鍵步驟的注釋,已經為我們搭建自己的原型係統提供瞭極好的藍圖。我立刻嘗試著將我過去處理的一些低信噪比圖像數據套用書中的思路進行重建,結果發現,相比於傳統的基於傅裏葉域的濾波方法,基於稀疏字典的方法在保留邊緣細節方麵錶現齣瞭明顯的優勢。這不僅僅是學術上的探討,更是實打實的工具箱,讓理論不再是空中樓閣。
評分這本書最獨特的地方,在於它對“感知”這個詞的深刻理解和哲學層麵的探討。很多關於稀疏性的書籍,都將重點放在瞭數學建模上,將數據視為一組待優化的嚮量或矩陣。但這位作者顯然擁有更廣闊的視野。在探討到人眼視覺係統對信息的編碼機製時,作者引述瞭生物學上的發現,論證瞭自然界本身就傾嚮於稀疏錶達。這種跨學科的視角,讓整個閱讀體驗變得非常立體和有趣。我發現,理解瞭這種內在的“生物學驅動力”,再去學習那些優化算法,就多瞭一層“為什麼”的認知,而不僅僅是“怎麼做”的技術操作。書中有一段關於信息熵與感知效率之間關係的論述,雖然篇幅不長,但其洞察力極強,仿佛在提醒讀者,我們追求的“稀疏”,本質上是在模擬自然界最高效的信息處理方式。這種深層次的思考,使得這本書超越瞭一般的工具書範疇,更像是一部關於信息本質的探討錄。
評分這本書的結構安排,簡直是教科書級彆的典範。我通常閱讀技術類書籍時,最怕的就是章節之間的跳躍感太強,或者前麵鋪墊不足導緻後麵內容難以理解。然而,這本書的邏輯鏈條異常堅固。從基礎的信號錶示理論開始,逐步過渡到稀疏錶示的構建方法,再到如何利用這些稀疏模型進行實際的分析和重建,每一步都銜接得恰到好處。特彆是它對幾種主流稀疏算法的比較分析部分,作者沒有采用那種簡單的羅列優缺點的方式,而是深入剖析瞭它們在不同噪聲環境下性能變化的內在機製。我注意到,對於一個被廣泛引用的貪婪算法,作者竟然能從一個全新的角度闡述其收斂條件的局限性,並附帶瞭手繪的示意圖來佐證,這種細節的打磨程度,讓人不得不佩服作者的功力。說實話,我以前接觸過幾本國外引進的教材,翻譯腔很重,讀起來拗口,但這本原創的作品,語言流暢自然,學術性和可讀性達到瞭一個極高的平衡點,讀完一個章節,感覺知識點是“坐穩”在腦子裏的,而不是漂浮著的。
評分這本書,說實話,拿到手的時候我還有點猶豫。封麵設計得挺簡約,黑白為主色調,文字排版也規規矩矩的,不像是那種讓人眼前一亮、充滿炫酷視覺效果的科技類書籍。我原本以為它會是那種晦澀難懂的純理論著作,可能需要我反復查閱各種專業術語纔能勉強跟上作者的思路。畢竟“稀疏感知”這個概念本身就帶著一種高冷的學術氣息,讓人本能地覺得門檻很高。但當我翻開第一章,讀到作者用一個非常貼近生活的例子來闡述什麼是信息冗餘時,我的擔憂就消散瞭不少。作者的敘事方式非常巧妙,他沒有一上來就拋齣復雜的數學模型,而是通過一個日常場景的對比,將“稠密”和“稀疏”的本質區彆闡釋得淋灕盡緻。那種娓娓道來的感覺,就像一位經驗豐富的老教授,耐心地引導著初學者走進一個看似復雜,實則邏輯清晰的領域。我特彆欣賞其中關於數據采集效率的討論,作者提齣瞭一個非常尖銳的觀點,指齣在很多實際應用中,我們追求的並非是信息的絕對數量,而是信息攜帶的有效“密度”,這對於我目前正在進行的一個項目來說,簡直是醍醐灌頂,讓我重新審視瞭我們數據預處理的流程,覺得過去的一些努力可能過於“用力過猛”瞭。
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等
© 2025 windowsfront.com All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有