信号与图像处理中的稀疏冗余表示理论与应用

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"《稀疏与冗余表示:理论与应用》是一本深入探讨信号和图像处理领域的专著,由Michael Elad教授撰写,他在以色列特拉维夫的Technion-以色列理工学院任职。该书从理论层面出发,详尽剖析了稀疏和冗余表示在现代信号处理中的关键作用。作者强调,这些概念是压缩感知(Compressive Sensing)的基础,它允许从少量采样数据重构复杂信号,即使这些信号原本可能具有高度的冗余性。 在书中,Elad教授解释了何为稀疏表示,即信号或图像可以被近似为少数非零系数的线性组合。这种特性使得信号能在低维空间中高效表示,从而节省存储空间和处理时间。冗余表示则涉及利用大量基函数来近似一个信号,虽然看起来多余,但在某些情况下,如在编码、解码和去噪过程中,这种冗余能提供更好的稳定性和抗噪声性能。 本书深入介绍了各种稀疏和冗余表示技术,如小波变换、稀疏傅立叶变换和核主成分分析(PCA),以及它们在实际应用中的案例,如无线通信、医学成像、遥感和视频编码等。此外,还讨论了如何通过算法设计和优化,如匹配 pursuit、 Orthogonal Matching Pursuit (OMP) 和 Basis Pursuit Denoising (BPDN),实现稀疏和冗余表示的高效计算。 在版权方面,读者需获得Springer Science+Business Media的许可才能全文翻译或复制,且禁止未经许可的任何形式的信息存储、电子适应、计算机软件使用或相似方法的复制。该书的出版得到了美国国会图书馆的编号,并遵循数学分类标准,包括信号处理的理论研究(如94A12)、数字信号处理(62H35)、数学方法在计算机科学中的应用(62M40)等,以及知识产权相关的类别。 《稀疏与冗余表示:理论与应用》不仅适合对信号和图像处理领域有基础了解的专业人士,也是一本可供研究生和科研人员进一步深入研究稀疏编码和压缩感知的优秀教材。通过阅读这本书,读者将掌握关键理论概念,并学会如何在实践中有效地利用这些理论工具处理各种实际问题。"