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摘要：憑借良好的就業(yè)記錄和國(guó)際聲譽(yù)，愛(ài)丁堡大學(xué)是學(xué)生發(fā)展工程職業(yè)的可靠選擇。愛(ài)丁堡大學(xué)通信專業(yè)為畢業(yè)生和在職專業(yè)人員提供信號(hào)處理和通信方面的廣泛培訓(xùn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和數(shù)據(jù)科學(xué)。

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愛(ài)丁堡大學(xué)

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The University of Edinburgh+

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信號(hào)處理和通信碩士

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Signal Processing and Communications MSc

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憑借良好的就業(yè)記錄和國(guó)際聲譽(yù)，愛(ài)丁堡大學(xué)是學(xué)生發(fā)展工程職業(yè)的可靠選擇。愛(ài)丁堡大學(xué)電子與電氣工程專業(yè)全英排名第6。愛(ài)丁堡大學(xué)獨(dú)立出的微電子公司是世界知名的半導(dǎo)體涉及企業(yè)，在數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化聲信號(hào)方面具有優(yōu)勢(shì)。蘇格蘭微電子中心就在愛(ài)丁堡SMC，人工智能世界聞名，也是歐洲人工智能中心。愛(ài)丁堡EE以SASG（signal&system）group最為有名。

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2021-2022學(xué)年，愛(ài)丁堡大學(xué)共收到1056份中國(guó)學(xué)生申請(qǐng)，最終發(fā)出207份錄取，錄取發(fā)放率約為19.6%。2019-2020學(xué)年，該專業(yè)共收到676份申請(qǐng)，最終發(fā)出316份錄取，錄取發(fā)放率約為47%。

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課程目標(biāo)

信號(hào)處理和通信專業(yè)為畢業(yè)生和在職專業(yè)人員提供信號(hào)處理和通信方面的廣泛培訓(xùn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和數(shù)據(jù)科學(xué)。

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學(xué)生將深入了解信號(hào)處理和通信研究前沿的主題，包括：壓縮傳感、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信理論、數(shù)值貝葉斯方法。

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信號(hào)處理和通信課程為任何生成、處理、傳輸或存儲(chǔ)任何類型信號(hào)的應(yīng)用程序提供了理論基礎(chǔ)。

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實(shí)際示例：電腦、電話和互聯(lián)網(wǎng)；視頻流；自動(dòng)駕駛汽車；可穿戴傳感器；雷達(dá)和無(wú)線系統(tǒng)；傳感器網(wǎng)絡(luò)；醫(yī)學(xué)影像和生理監(jiān)測(cè)；理財(cái)產(chǎn)品；音頻和語(yǔ)音識(shí)別與制作。

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信號(hào)處理和通信是支撐我們今天正在經(jīng)歷的物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)革命的關(guān)鍵領(lǐng)域。

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未來(lái)就業(yè)

畢業(yè)生從事以下職業(yè)：機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)科學(xué)、自動(dòng)駕駛汽車、通訊、雷達(dá)、醫(yī)學(xué)影像、任何其他應(yīng)用信號(hào)處理的地方。

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課程結(jié)構(gòu)

該課程持續(xù)12個(gè)月，包括兩個(gè)學(xué)期的授課課程和一個(gè)研究項(xiàng)目，最終完成碩士學(xué)位論文。

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第一學(xué)期課程：

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圖像處理

圖像處理是指使用算法對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行分析、修改、操作和提取信息。圖像處理是一個(gè)日益相關(guān)且迅速發(fā)展的領(lǐng)域，它支撐著我們?nèi)粘Ｉ钪械谋姸鄳?yīng)用，從更傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法到最 先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)開(kāi)發(fā)。

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本課程通過(guò)將信號(hào)處理技術(shù)擴(kuò)展到圖像來(lái)介紹圖像處理的基本原理。它將為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使他們能夠構(gòu)建圖像處理問(wèn)題的解決方案。本課程以基本單變量時(shí)間序列分析的先驗(yàn)知識(shí)為基礎(chǔ)，介紹了視覺(jué)、圖像和運(yùn)算符以及各種圖像變換的基本概念。然后，本課程將考慮如何應(yīng)用先前提出的概念來(lái)解決圖像處理中的一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)和圖像分割方面的問(wèn)題。然后，課程最終會(huì)考慮上述技術(shù)的擴(kuò)展，包括它們?cè)诙喙庾V圖像中的應(yīng)用。

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數(shù)字通信基礎(chǔ)

本課程的目的是讓學(xué)生全面了解信息論與數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系，并提供在這些系統(tǒng)上執(zhí)行設(shè)計(jì)計(jì)算的知識(shí)和技能。學(xué)生將使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)方法對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析，并預(yù)測(cè)性能指標(biāo)，例如接收到的 SNR 和預(yù)期誤碼率。

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離散時(shí)間信號(hào)分析

學(xué)生將學(xué)習(xí)對(duì)隨機(jī)過(guò)程描述的信號(hào)和系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的理論和實(shí)際應(yīng)用。該主題將從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行探討，重點(diǎn)是研究分析工具對(duì)結(jié)果分析的影響。本課程深入介紹了離散傅立葉變換及其在頻譜估計(jì)中的作用，以及有限脈沖響應(yīng)濾波器的設(shè)計(jì)及其在信號(hào)識(shí)別中的作用。特別是處理分析系統(tǒng)的分辨率和動(dòng)態(tài)范圍等問(wèn)題，讓學(xué)生了解如何將理論應(yīng)用于工程問(wèn)題。

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概率、估計(jì)理論和隨機(jī)信號(hào)（PETARS）

概率、估計(jì)理論和隨機(jī)信號(hào)課程介紹了在 MSc 信號(hào)處理和通信計(jì)劃中分析和描述高級(jí)信號(hào)處理算法所需的基本統(tǒng)計(jì)工具。它提供了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)框架，作為描述隨機(jī)事件和信號(hào)的基礎(chǔ)，以及如何描述隨機(jī)過(guò)程的關(guān)鍵特征。

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該課程涵蓋概率論，考慮隨機(jī)變量和向量的概念，如何操縱它們，并介紹估計(jì)理論。事實(shí)證明，許多估計(jì)問(wèn)題以及信號(hào)處理問(wèn)題都可以簡(jiǎn)化為優(yōu)化或集成中的練習(xí)。雖然這些問(wèn)題可以使用確定性數(shù)值方法來(lái)解決，但本課程介紹了蒙特卡洛技術(shù)的概念，這是強(qiáng)大的隨機(jī)優(yōu)化和積分算法的基礎(chǔ)。這些方法依賴于能夠從任意分布中采樣數(shù)字或變量。因此，本課程將討論理解這些方法所必需的各種技術(shù)，如果時(shí)間允許，考慮了隨機(jī)數(shù)生成技術(shù)。本課程的隨機(jī)信號(hào)方面考慮通過(guò)隨機(jī)或隨機(jī)過(guò)程來(lái)表示真實(shí)世界的信號(hào)。將自相關(guān)和自協(xié)方差等統(tǒng)計(jì)量的概念從隨機(jī)向量擴(kuò)展到隨機(jī)過(guò)程（時(shí)間序列），并開(kāi)發(fā)了頻域分析框架。本課程還研究系統(tǒng)和變換對(duì)時(shí)間序列的影響，以及如何使用它們來(lái)幫助設(shè)計(jì)強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理算法以完成特定任務(wù)。將自相關(guān)和自協(xié)方差等統(tǒng)計(jì)量的概念從隨機(jī)向量擴(kuò)展到隨機(jī)過(guò)程（時(shí)間序列），并開(kāi)發(fā)了頻域分析框架。本課程還研究系統(tǒng)和變換對(duì)時(shí)間序列的影響，以及如何使用它們來(lái)幫助設(shè)計(jì)強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理算法以完成特定任務(wù)。將自相關(guān)和自協(xié)方差等統(tǒng)計(jì)量的概念從隨機(jī)向量擴(kuò)展到隨機(jī)過(guò)程（時(shí)間序列），并開(kāi)發(fā)了頻域分析框架。本課程還研究系統(tǒng)和變換對(duì)時(shí)間序列的影響，以及如何使用它們來(lái)幫助設(shè)計(jì)強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理算法以完成特定任務(wù)。

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該課程介紹了使用參數(shù)模型表示信號(hào)的概念；它擴(kuò)展了用于確定最 佳模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)估計(jì)理論的廣泛主題。特別是，引入了用于統(tǒng)計(jì)參數(shù)估計(jì)的貝葉斯范式。重點(diǎn)放在將這些概念與最 先進(jìn)的應(yīng)用程序和信號(hào)相關(guān)聯(lián)。本課程提供理學(xué)碩士課程中高級(jí)信號(hào)、圖像和通信課程所需的基礎(chǔ)知識(shí)。

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具有重大挑戰(zhàn)的工程研究方法

本課程旨在讓學(xué)生掌握工程研究的基本技能，包括兩部分：

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研究方法：通過(guò)前 10 周的講座，學(xué)生將學(xué)習(xí)完成研究項(xiàng)目所需的基本主題，如文獻(xiàn)調(diào)查、項(xiàng)目規(guī)劃和報(bào)告、時(shí)間管理、甘特圖、剽竊和知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題、研究成果的展示等。

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大挑戰(zhàn)項(xiàng)目：在第 2 周，學(xué)生將面臨一項(xiàng)大挑戰(zhàn)，要求他們進(jìn)行文獻(xiàn)綜述、確定具體問(wèn)題并提出/設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決方案。該項(xiàng)目要求他們使用他們?cè)诒菊n程中學(xué)到的所有技能和工具。雖然項(xiàng)目是個(gè)人的，但學(xué)生們組成論壇，討論挑戰(zhàn)的各個(gè)方面并交流想法。最終的可交付成果，也是課程作業(yè)評(píng)估，是一份 6 頁(yè)的報(bào)告，格式為期刊論文，將在第 11 周提交

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第二學(xué)期課程：

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數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)室

該課程將教學(xué)生在 MATLAB 環(huán)境中解決通信和信號(hào)處理領(lǐng)域的簡(jiǎn)單問(wèn)題。該課程將加強(qiáng)必修課程中教授的材料，并提供信號(hào)和圖像處理實(shí)施的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為項(xiàng)目做準(zhǔn)備。該課程將由編程課程、測(cè)試和課程作業(yè)組成，涵蓋離散時(shí)間信號(hào)分析、通信和圖像處理。

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陣列處理方法和MIMO系統(tǒng)

本課程將涵蓋當(dāng)前對(duì)陣列處理和 MIMO 系統(tǒng)感興趣的主題。

1) 簡(jiǎn)介

2) 信號(hào)模型（1D 和 2D 或 3D 陣列）

3) 不同類型的波束形成

4) 不同的源定位技術(shù)，包括子空間方法

5) 信號(hào)數(shù)量檢測(cè)

6) MIMO 系統(tǒng)：信道建模和空間復(fù)用

7)最大似然參數(shù)估計(jì)

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上述概念的實(shí)際例子貫穿整個(gè)課程。

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自適應(yīng)信號(hào)處理

本課程涉及自適應(yīng)濾波器和相關(guān)的線性估計(jì)技術(shù)，例如 Wiener 有限脈沖響應(yīng)濾波器和 Kalman 濾波器。引入了訓(xùn)練和收斂的概念，并考慮了性能和復(fù)雜性之間的權(quán)衡。研究了這些技術(shù)在均衡、編碼、頻譜分析和檢測(cè)問(wèn)題中的應(yīng)用。

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用于信號(hào)處理的機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是一個(gè)致力于創(chuàng)建可以從數(shù)據(jù)示例（而不是人類指令）中學(xué)習(xí)適應(yīng)的算法的領(lǐng)域。本課程旨在介紹在復(fù)雜信號(hào)和數(shù)據(jù)集分析中執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、分類和自適應(yīng)的技術(shù)。目標(biāo)受眾是那些想要應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)方法所需背景的人，以及那些可能會(huì)傾向于開(kāi)發(fā)新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法的人。

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這是一門(mén)高級(jí)課程。沒(méi)有所需背景的學(xué)生不應(yīng)選擇該課程（參見(jiàn)“其他要求”框）；強(qiáng)烈建議沒(méi)有這種背景的學(xué)生與他們的個(gè)人導(dǎo)師或?qū)W位主任討論他們的意圖，然后獲得課程組織者的批準(zhǔn)。本課程使用示例（來(lái)自信號(hào)和圖像處理）來(lái)激發(fā)理論并分析不同方法的理論方面和特性。本課程不是基于實(shí)踐的，也不會(huì)教授特定的計(jì)算機(jī)器學(xué)習(xí)框架。

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機(jī)器學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介、模式識(shí)別、檢測(cè)、分類、回歸、建模、統(tǒng)計(jì)推斷、聚類分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、泛化理論和交叉驗(yàn)證、深度學(xué)習(xí)、潛變量模型、成分分析、隱馬爾可夫模型、語(yǔ)音、音頻和圖像數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

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高級(jí)編碼技術(shù)

本課程將涵蓋當(dāng)前感興趣的高級(jí)編碼技術(shù)主題。它將討論使用標(biāo)量和矢量量化方法進(jìn)行量化的不同方法。還研究了與源代碼相關(guān)的信息論基礎(chǔ)。討論了不同類型信號(hào)的率失真理論和量化。上述概念的實(shí)際例子貫穿整個(gè)課程。

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高級(jí)無(wú)線通信

本課程將涵蓋當(dāng)前感興趣的高級(jí)無(wú)線通信主題。

1. 無(wú)線信道

2. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信：檢測(cè)、分集和信道不確定性

3. 蜂窩系統(tǒng)：多址接入和干擾管理

4. 無(wú)線信道容量

5. 多用戶容量和機(jī)會(huì)通信

6. MIMO I：容量和多路復(fù)用體系結(jié)構(gòu)

7. MIMO II：分集多路復(fù)用權(quán)衡和通用空時(shí)碼

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在整個(gè)課程中介紹了上述概念的實(shí)際示例。

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信號(hào)處理和通信：項(xiàng)目和論文

本課程是 MSc 項(xiàng)目的項(xiàng)目和論文元素。學(xué)生將在與信號(hào)處理和通信相關(guān)的主題中進(jìn)行實(shí)質(zhì)性項(xiàng)目，并生成一篇詳細(xì)說(shuō)明其結(jié)果的論文。

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