本书除了第1章绪论外，包括三大部分。第一部分为基础理论，介绍了全书所关注的理论基础，由第2～4章组成，分别为：统计推断与贝叶斯预测、优化理论与搜索计算以及参数估计与信号检测。这部分主要讨论在贝叶斯统计框架下，搜索与观测数据最佳匹配的模型，并利用各种评价规则来估计模型的参数。第二部分为主题应用，包括第5～8章，包含了四个方面应用：数据建模与系统辨识、自适应信号处理、模式识别的统计方法和基于统计的数据挖掘技术。这部分是全书的应用部分，学生可以根据自己专业的特点有选择地学习。第三部分是本书的提高部分，包括第9章和第10章，分别讨论了人工神经网络和机器学习。

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