全書分7 章，包括緒論、水聲信道的基本物理特性、範數約束與稀疏估計、稀疏水聲 信道的估計算法、壓縮感知的稀疏化預處理、壓縮感知理論、壓縮感知應用等，提供了有關算法的偽 代碼及一些MATLAB 程序。

●第1章緒論1
1.1與水聲相關的物理量及其計算2
1.1.1水聲能量及其計算2
1.1.2參考聲壓和分貝及其計算3
1.2水下聲速變化特性4
1.3水聲信道中3種特殊傳播模式7
1.4水聲信道傳播損失規律8
1.5聲吶繫統11
1.5.1聲吶方程11
1.5.2聲吶方程的檢測閾值15
1.5.3噪聲與混響環境下檢測閾值的設置17
本章小結19
第2章水聲信道的基本物理特性20
2.1海面水聲信號的傳播特性20
2.2海底水聲信號的傳播特性23
2.3水聲傳播的多途效應27
2.4水聲信道的選擇性衰落28
2.5多途信道的繫統函數29
2.6水聲信號的匹配濾波處理31
本章小結33
第3章範數約束與稀疏估計34
3.1近似範數約束項與稀疏估計代價函數34
3.2範數化的向量空間35
3.3範數約束項與稀疏估計代價函數設計37
3.4基於近似l0範數約束的稀疏估計算法39
本章小結42
第4章稀疏水聲信道的估計算法43
4.1稀疏水聲信道的向量估計算法43
4.1.1問題描述43
4.1.2向量估計方法與信道估計目標函數45
4.1.3數值仿真分析52
4.1.4海試驗證54
4.2稀疏水聲信道的矩陣估計算法58
4.2.1問題描述59
4.2.2基於壓縮感知的矩陣估計算法60
4.2.3數值仿真分析64
4.2.4海試驗證68
本章小結74
第5章壓縮感知的稀疏化預處理75
5.1離散餘弦變換76
5.2離散小波變換78
5.36種多尺度幾何分析94
5.3.1脊波（Ridgelet）變換94
5.3.2曲波（Curvelet）變換94
5.3.3輪廓波（Contourlet）變換95
5.3.4條帶波（Bandelet）變換96
5.3.5楔波（Wedgelet）變換97
5.3.6小線（Beamlet）變換97
5.4稀疏表示98
5.5信號的低秩分析101
本章小結104
第6章壓縮感知理論105
6.1壓縮感知簡介105
6.2基本概念109
6.2.1基和框架?109
6.2.2低維信號模型109
6.2.3可壓縮信號110
6.2.4子空間的有限並集110
6.2.5感知矩陣的有關概念110
6.2.6感知矩陣的構造113
6.3稀疏信號恢復算法114
6.3.1l1範數最小化算法114
6.3.2基追蹤和基追蹤降噪方法117
6.4信號恢復算法130
6.56種典型的貪心算法131
6.5.1正則化正交匹配追蹤131
6.5.2壓縮采樣匹配追蹤135
6.5.3分段正交匹配追蹤138
6.5.4子空間追蹤141
6.5.5稀疏度自適應追蹤142
6.5.6廣義正交匹配追蹤146
本章小結149
第7章壓縮感知應用152
7.1壓縮感知在稀疏水聲信道估計中的應用152
7.2水聲信道的時延-多普勒雙擴展模型探討154
7.3水聲雙擴展信道估計研究概述及未來工作展望156
7.4壓縮感知在水聲數據遙測中的應用158
7.5壓縮感知在變電站噪聲源定位中的應用163
7.5.1變電站噪聲源定位算法簡介164
7.5.2基於壓縮感知的合成孔徑技術167
參考文獻174

本書闡述了國內外關於稀疏水聲信號處理與壓縮感知應用的研究與實驗成果，同時融入了作者研究團隊近幾年來在該領域取得的一些重要研究成果，著重討論了稀疏水聲信號處理和壓縮感知應用兩個方面的內容。全書分7章，包括緒論、水聲信道的基本物理特性、範數約束與稀疏估計、稀疏水聲信道的估計算法、壓縮感知的稀疏化預處理、壓縮感知理論、壓縮感知應用等，提供了有關算法的偽代碼及一些MATLAB程序。本書可作為高等院校和科研機構海洋物理、水聲通信、水聲工程等專業高年級本科生或研究生及相關行業研究人員的參考書。