数字信号处理课程/研究推荐

信息处理 过滤器设计 卡尔曼滤波器 机器学习 自习
2022-02-15 05:37:22

我拥有机械工程硕士学位。然而,在我的工作中,我越来越深入地研究信号处理和数据科学的主题。我发现在从事项目工作时发现新主题并在旅途中学习非常棒。在我学习期间,我有一些基础课程,我可以在此基础上继续学习。但有时我想知道是否会更容易,也更有趣,例如在我想学习的主题上做第二个大师或类似的事情。我认为如果我愿意,我的雇主会支持我,而且我过去喜欢学习,我认为这可能是一次很棒的经历。

那么问题来了,哪种类型的课程/学习更适合?理想情况下,它会涵盖与我的工作/兴趣相关的主题*,能够参与兼职,在线(或在中欧分块授课)并包含协作元素(我不想只是学习和工作我自己没有互动)。

*我最近处理的一些我想进一步了解的主题:

  • 奇异值分解
  • 卡尔曼滤波器(尤其是在惯性测量单元和非线性问题的背景下)
  • 主成分分析
  • 数字滤波器设计
  • 控制理论(实现控制算法并针对问题进行调整)
  • 在微处理器上运行控制算法
  • 用于音频处理的机器学习
  • 小波变换
  • ...
2个回答

我已经将您的主题分组为更大的整体主题。

请注意,这里有很多重叠,除了实际上使它在微处理器中工作可能的例外(除了 - 在我看来,实现某事的最佳人是理解它的人。所以 - 重叠)。

具体来说,您可以声称这都是应用数学。或所有信号处理。你甚至可以稍微扩展一下这个列表并将其嵌入到控制理论中,但这并不容易。

  • 应用数学
    • 奇异值分解
    • 主成分分析
    • 用于音频处理的机器学习
  • 信号处理
    • 数字滤波器设计
    • 卡尔曼滤波器(尤其是在惯性测量单元和非线性问题的背景下)
    • 小波变换
  • 控制理论
    • 卡尔曼滤波器(尤其是在惯性测量单元和非线性问题的背景下)
    • 控制理论(实现控制算法并针对问题进行调整)
  • 嵌入式软件(或系统)工程
    • 在微处理器上运行控制算法

美国高等教育系统的一个弱点是所有这些科目都将用于工程部门,但它们都是真正的应用数学。所以不同的大学会对它们进行不同的分组,而且很难找到一个涵盖所有这些的项目。我不确定这是否适用于你住的地方。我碰巧最终 - 运气比设计 - 在一个机构,让我在相关学科获得足够的基础,我可以自己学习其余的(伍斯特理工学院 - 这是一个很棒的地方)。

我建议你通过找到一个大学课程来解决这个问题,其中包括你需要在这方面打下基础的课程,并获得你的第二个硕士学位。不要指望在硕士课程中学习所有这些——我可以声称这个列表的大约 90%,但其中大约一半是我在过去三年中在工作中学到的东西。

要查找的课程如下。请注意,您不会有时间全部使用它们,因此您需要进行选择。如果你想成长为你的完整列表,请尽可能多地学习数学并期望进行自学:

  • 随机信号和系统(基本上,这是寻找最佳系统来处理具有随机分量的信号的研究)。
    • 如果你还没有上过,数学系的四年制统计课程。
  • 真实分析(又名“高级微积分”,但我认为这是一个过时的名称)。当您坐在办公桌前工作想知道您正在应用的漂亮新事物在数学上是否真正合理时,这是一个非常宝贵的帮助。
  • 如果提供,估计和检测理论。这基本上是随机信号和系统的后续。这是对信号检测、噪声中的信号等数学基础的深入研究。我让你从家庭作业问题的第一原理中推导出基本的卡尔曼滤波器——这让你对信号的深度有所了解。学科。
  • 任何关于最优状态估计的类(即卡尔曼滤波及其所有变体)。
  • 信号处理,假设你没有上过它的课。
  • 数字信号处理,同上。
  • 控制理论课程将被称为“控制理论”,但您可能不太适合。如果在状态空间系统中提供了一门课程,并且您已经掌握了经典(传递函数)控制——拿着。
  • 如果您想专攻控制理论,请选择非线性控制或提供的任何东西。但如果你这样做,你可能没有时间上检测和估计课程,所以要好好想想。

我不确定在实施方面有什么建议——这基本上是另一个专业。我只是在路上自己捡到的。但是,我一开始是一个套件,对电子产品和微处理器板有兴趣,所以我在 13 岁时就已经在做基本的嵌入式编程。然后当我获得 EE 学位时,任何涉及数字电路的课程要么“哦,是的,我已经做到了”,或者“哦!多么简洁的正式方式来完成我直观地挣扎的事情”。

以下本科讲座作为基础:

1-) 信号和系统(奥本海姆的书)

2-)概率和随机过程(凯的书)

3-) 线性反馈系统(Ogata 的书)

但是,它们可能属于理论性的(没有实际重点),并且还包含比专业应用所需的更多的材料。例如,仅仅为了设计一些数字滤波器,就可以采用一种几乎完全独立的方法来总结必要的代数;你真的不需要那些整本书来设计基本的数字滤波器或学习小波。

类似地,尽管卡尔曼滤波器需要统计信号处理和控制理论基础,但仍然可以学习它们的工作原理,以及如何设计和实现基本的卡尔曼材料,而无需参加此类课程。一些有经验的朋友可以帮助您了解如何处理它们,而无需真正了解盒子的内部。

所以你真的需要在这些事情上经验丰富的人给你私人课程。