Какие книги по теории сигналов посоветуете тому, кто уже изучал вышеприведенные дисциплины?
надо бы почитать основы вычислительной математики, очень рекомендую Деммель Дж. Вычислительная линейная алгебра, можно Тыртышникова, но у него как-то слог тяжелый, может с первого раза не пойти.
Чтобы сходу понимать какие сигналы и как обрабатывать, надобно понимать несколько вещей, а именно:
конечные элементы и аппроксимация конечными элементами,
задачи наименьших квадратов,
задачи аппроксимаций,
спектральные представления сигналов.
Я не могу сказать, что это надо по учебникам учить, но можно взять википедию, вы все-таки базу хорошую имеете, значит сможете по этим ключевым словам пойти и сможете много узнать, а за конкретными вопросами можно и здесь обратиться.