混沌信号处理（英文版） [Chaotic Signal Processing] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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梁季怡 编

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• 混沌信号处理
• 信号处理
• 混沌理论
• 非线性动力学
• 时间序列分析
• 数据分析
• 机器学习
• 工程应用
• 数学建模
• 控制系统

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040391794

版次：1

商品编码：11404507

包装：精装

外文名称：Chaotic Signal Processing

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：216

字数：300000

正文语种：英文

内容简介

　　信号处理传统上是借助统计工具来实现的，而混沌信号的处理则提供了另一种选择，现实生活中的许多信号的随机性质可以利用非线性动力学来处理。另外，混沌可以利用简单的硬件实现来产生，这使得混沌系统比较容易应用在通信和安全等需要随机信号的学科领域。《混沌信号处理（英文版）》重点介绍了非线性动力学在雷达系统、曰标识别、通信、系统辨识和运算逻辑等众多领域的应用，展示了在这些领域的最新研究成果。
　　《混沌信号处理（英文版）》既包含了混沌信号处理的基本理论和应用，也讨论了该领域的最新的技术发展。主要内容包括：
　　·基于非线性动力学的目标识别
　　·非线性动力学的逻辑学
　　·利用混沌进行系统辨识
　　·混沌通信的滤波器设计
　　·混沌雷达
　　·利用混沌同步压缩感知

内页插图

目录

Preface
1 An Overview of Chaotic Signal Processing Henry Leung
1.1 Introduction
1.2 Problem Formulation
1.3 Detection Techniques
1.4 Estimation Techniques
1.5 Summary
References

2 Target Recognition Using Nonlinear Dynamics T. L. Carroll and F. J. Racbford
2.1 Introduction
2.2 Radar
2.3 NonlinearDynamics
2.4 Adaptive Maps for Target Identification
2.5 Signal Processing Methods
2.6 Conclusions
References

3 Communicating with Exactly Solvable Chaos Nedj. Corron, Jonatban N. Blakely, and Sbazvn D. Petbel
3.1 Introduction
3.2 Communications
3.3 Exactly Solvable Chaos
3.4 Symbolic Dynamics Control
3.5 Matched Filter Receiver
3.6 Conclusions
References

4 Logic from Dynamics William L. Ditto, Abrabam Miliotis, K. Murali, and Sudesbna Sinba
4.1 Introduction
4.2 Review of the Chaos Computing Paradigm
4.3 Direct Implementation of SR Flip-Flop Using a Single Chaotic System
4.4 Logical Cellular Automata
4.5 Summary
References

5 System identification Using Chaos Henry Leung and Ajeesb Kurian
5.1 Introduction
5.2 Problem Formulation
5.3 Blind Equalization Techniques
5.4 Performance Evaluation
5.5 Application to Noncoherent Ranging
5.6 Conclusions
References

6 Characterization and Optimization of a Chaotic LADAR System for High Resolution Range Determination Berenice Verdin and Benjamin C. Flores
6.1 Introduction
6.2 TheoreticaIBackground
6.3 Characterization of Chaotic Signal
6.4 Optimization of Control Parameters
6.5 LADARlmplementation
6.6 Conclusion
Acknowledgments
References

7 Reverse Engineering of Complex Dynamical Systems Based on Compressive Sensing Ying-Cbeng Lai
7.1 Introduction
……
Index

混沌信号处理：探索复杂动态系统的奥秘 在纷繁复杂的世界中，我们时常会遇到那些表面上看似随机、杂乱无章，实则遵循着深刻内在规律的现象。从天气模式的瞬息万变，到金融市场的剧烈波动，再到生物体内细胞信号的传递，这些都隐藏着“混沌”的印记。混沌，并非真正的混乱，而是一种对初始条件极其敏感、呈现出非周期性、确定性行为的复杂动态系统。理解和处理这些混沌信号，对于科学研究、工程应用乃至社会治理都具有至关重要的意义。 《混沌信号处理》（Chaotic Signal Processing）一书，正是这样一本深入探究混沌信号处理理论与实践的专著。它并非对混沌现象的泛泛而谈，而是聚焦于如何运用先进的信号处理技术，来揭示、分析、理解和利用这些复杂的混沌行为。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，帮助他们掌握分析和处理混沌信号的关键工具和方法。 本书的核心内容与结构： 《混沌信号处理》从混沌理论的基础概念入手，循序渐进地引导读者进入混沌信号处理的深邃领域。 第一部分：混沌理论基础与信号表征 在深入探讨信号处理技术之前，本书首先为读者构建了一个坚实的混沌理论基础。这包括： 混沌系统的基本概念： 详细阐述了混沌的定义、关键特征（如蝴蝶效应、吸引子、分形维度等），并通过经典的混沌系统模型（如Lorenz系统、Rössler系统、Logistic映射等）来直观地解释这些概念。读者将理解混沌并非随机，而是由确定性方程产生的。 动力学系统的表示： 介绍不同类型的动力学系统，包括连续时间系统和离散时间系统，以及它们的数学模型，为后续的信号分析打下基础。 混沌信号的特性： 深入分析混沌信号的统计学特性、频域特性以及时域特性。例如，如何辨识出混沌信号的非高斯分布、宽谱特性以及其内在的吸引子结构。 信号的采集与预处理： 讨论在实际应用中，如何有效地采集混沌信号，并介绍必要的预处理技术，如降噪、去趋势化、归一化等，以确保后续分析的准确性。 第二部分：混沌信号的分析与识别 掌握了混沌信号的基本特性后，本书将重点介绍如何分析和识别这些信号。这部分内容是本书的重中之重，提供了多种行之有效的技术： 相空间重构： 这是分析混沌信号的核心技术之一。本书详细讲解了延迟嵌入方法，如Takens定理，以及如何选择合适的延迟时间（τ）和嵌入维度（m），来从单变量时间序列中重构出原始系统的相空间吸引子。读者将学习到如何通过相空间重构，可视化混沌系统的动态行为，并提取其内在信息。 吸引子的分析： 介绍如何计算和分析吸引子的几何特性，例如分形维度（Fractal Dimension），包括盒计数维（Box-Counting Dimension）、关联维（Correlation Dimension）和信息维（Information Dimension）等，这些维度可以量化混沌吸引子的复杂程度。同时，也会探讨Lyapunov指数（Lyapunov Exponents）的计算方法，它是衡量混沌系统对初始条件敏感性的关键指标，一个或多个正的Lyapunov指数是混沌的标志。 熵与复杂性度量： 引入多种衡量混沌信号复杂性的熵度量方法，如近似熵（Approximate Entropy, ApEn）和样本熵（Sample Entropy, SE），以及Kolmogorov-Sinai熵（KS Entropy），这些方法能够量化信号的不可预测性。 非线性预测与识别： 探讨利用混沌系统的确定性来构建非线性预测模型。本书将介绍基于相空间重构的局部线性方法、K-近邻（k-NN）预测方法，以及更高级的神经网络（Neural Networks）和支持向量机（Support Vector Machines, SVM）在混沌信号预测中的应用。 识别混沌系统模型： 介绍如何从混沌时间序列数据中辨识出生成该序列的混沌系统模型，例如利用符号化动力学（Symbolic Dynamics）和系统辨识算法（System Identification Algorithms）。 第三部分：混沌信号的处理与应用 在理解和识别了混沌信号的特性后，本书将进一步探讨如何利用这些知识来处理和控制混沌信号，并将其应用于实际问题中： 混沌信号的控制： 介绍各种混沌控制方法，如Ott-Grebogi-Yorke (OGY) 方法，以及基于反馈的控制策略，如何将混沌系统稳定到预设的不动点或周期轨道上。这在通信、控制系统稳定等方面有重要应用。 混沌信号的同步： 详细阐述混沌同步的概念和实现方法，包括主从耦合同步、延迟耦合同步等。混沌同步在保密通信（Secure Communication）领域具有巨大的潜力，可以将信息隐藏在混沌信号的同步过程中。 基于混沌的随机数生成： 探讨如何利用混沌系统的伪随机性生成高质量的伪随机数，这在密码学、仿真等领域至关重要。 混沌信号在特定领域的应用： 重点介绍混沌信号处理在各个领域的实际应用案例，包括： 通信领域： 混沌保密通信、混沌扩频通信等。 生物医学领域： 分析心电图（ECG）、脑电图（EEG）等生物信号中的混沌特性，辅助疾病诊断；模拟生物系统中的复杂动态过程。 金融领域： 分析股票价格、汇率等金融时间序列的混沌特性，用于风险评估和预测。 工程领域： 机械振动分析、流体力学研究、电路设计中的混沌现象分析等。 环境科学： 气候模型分析、地震预测等。 本书的特色与价值： 《混沌信号处理》一书的显著特色在于其理论的深度与实践的应用性相结合。 严谨的理论推导： 本书在介绍各种方法时，会提供清晰的数学推导和理论依据，确保读者理解其背后的原理。 丰富的实例与仿真： 通过大量具体的实例和仿真分析，帮助读者更好地理解抽象的理论概念，并将所学知识应用于实际问题。 前沿的研究进展： 涵盖了混沌信号处理领域最新的研究成果和发展趋势，为读者提供前瞻性的视野。 跨学科的应用导向： 强调混沌信号处理在不同学科领域的应用，鼓励读者将所学知识融会贯通，解决实际问题。 面向广泛的读者群体： 无论是对混沌理论感兴趣的理论研究人员，还是需要运用混沌信号处理技术的工程师、数据科学家，亦或是对复杂系统充满好奇的学生，都能从本书中获益。 读者收获： 阅读《混沌信号处理》后，读者将能够： 深刻理解混沌系统的本质及其在自然界和工程领域广泛存在的现象。 熟练掌握分析和识别混沌信号的关键技术，如相空间重构、维度计算、Lyapunov指数估算等。 掌握利用非线性方法预测和控制混沌信号的策略。 了解混沌同步和混沌保密通信的基本原理和实现方式。 能够将混沌信号处理技术应用于解决实际问题，并在各自的研究和工作领域开拓新的思路。 总而言之，《混沌信号处理》是一本不可多得的关于理解和驾驭复杂动态系统的重要参考书。它将带领读者踏上一段探索混沌世界奥秘的旅程，揭示隐藏在看似混乱现象背后的深刻规律，并赋予读者处理和利用这些规律的强大能力。本书将成为每一个希望深入理解复杂系统、挖掘隐藏信息、解决非线性问题的研究者和实践者的案头必备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引眼球了，那种深邃的蓝色背景，搭配上扭曲、交织的光线，确实传达了一种“混沌”的意境。我一直对信号处理的理论基础很感兴趣，但很多教材的表述总是偏向于严谨而略显枯燥的数学推导，有时会让初学者望而却步。我希望《混沌信号处理》这本书，能够提供一种全新的视角，将抽象的数学概念与现实世界中那些看似杂乱无章却又蕴含规律的信号联系起来。比如，我很好奇书中会如何解释混沌系统的吸引子，以及这些吸引子在信号分析中扮演的角色。我设想，作者或许会从一些经典的混沌现象入手，比如蝴蝶效应、洛伦兹吸引子等等，然后逐步引出如何在混沌信号中提取有用的信息，甚至是对其进行预测。我尤其期待书中能够提供一些具体的算法和应用案例，这样我才能更直观地理解混沌理论在实际中的价值，而不是仅仅停留在理论层面。我希望它能成为我深入理解信号处理领域，特别是那些非线性、复杂系统信号处理的敲门砖。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对人工智能和机器学习领域颇感兴趣的学生，我深知数据是AI的基石，而信号处理则是获取和理解这些数据的关键。近期，我注意到一些前沿的研究开始将混沌理论引入到AI模型的设计和优化中。因此，《混沌信号处理》这本书对我来说，恰好填补了这方面的知识空白。我非常好奇书中会如何将混沌理论与传统的信号处理技术相结合，特别是如何利用混沌系统的非线性特性来提升机器学习算法的性能。我设想，书中可能会探讨如何设计基于混沌吸引子的特征提取方法，或者如何利用混沌振荡器来生成更具多样性的训练数据。此外，我也很想知道，混沌信号处理是否能为解决AI中的一些难题，比如过拟合、泛化能力不足等问题，提供新的思路。我期待这本书能为我打开一扇通往AI与混沌信号处理交叉领域的大门。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对“混沌”这个词本身就充满了好奇，它似乎总能引起人们无限的遐想。当我在书店看到《混沌信号处理》时，立刻就被它的书名吸引了。我不是专业的信号处理研究者，但我对科学的各个领域都抱有探索的热情。我希望这本书能够以一种相对易懂的方式，向我揭示“混沌”在信号处理中的意义。我设想，作者或许会从一些非常基础的科普概念讲起，比如什么是确定性系统，什么是混沌系统，以及它们在信号上的表现有何不同。我希望能了解混沌信号是如何产生的，以及我们如何才能识别出它。我也很好奇，为什么我们需要特别去“处理”混沌信号，它本身有什么特别之处？这本书是否会包含一些生动的比喻或者类比，来帮助我理解这些抽象的概念？我期待这本书能够激发我对这个领域的兴趣，并让我对信号处理有一个更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对自然界中的一些复杂现象感到着迷，比如湍流、心跳节律、甚至是大脑的神经活动，这些都似乎与“混沌”有着千丝万缕的联系。当我在一个学术论坛上偶然看到有人提及《混沌信号处理》这本书时，我便立刻萌生了购买的念头。我并非是信号处理的专业人士，但我对这些现象背后的数学原理充满好奇。我希望这本书能够为我提供一个深入了解混沌信号处理的窗口，让我能够理解这些看似混乱的信号究竟是如何被分析和解读的。我设想，作者或许会从物理学、生物学等多个学科的案例出发，展示混沌信号在不同领域的普遍存在。我更希望能够了解，科学家们是如何运用先进的数学工具，从这些复杂的信号中提取出规律，甚至预测其未来的走向。这本书能否成为我理解自然界复杂性的一个重要工具，是我非常期待的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名研究通信系统的工程师，我一直觉得现有的信号处理技术在处理一些极具挑战性的场景时，显得力不从心。特别是在无线通信中，信号传输路径的复杂性、多径效应、干扰等等，往往会让信号呈现出一种“混沌”的特质。我购买《混沌信号处理》的初衷，是希望能找到一些新颖的工具和方法，来更有效地应对这些复杂信号。我很好奇书中是否会探讨如何利用混沌系统的特性来增强信号的鲁棒性，或者如何从噪声中提取出微弱的有效信号。我设想，书中可能会介绍一些基于混沌动力学模型的信号去噪、信号分离，甚至是混沌通信的相关技术。对我而言，最重要的是能够看到这些理论是如何转化为实际工程应用的。我希望这本书能提供一些具体的代码示例或者模拟实验的设计思路，让我能够将学到的知识付诸实践，并在我的工作中找到新的突破点。我希望这本书能成为我解决实际工程问题的得力助手。