[發明專利]一種信號重建方法及設備

有效

• 申請號: 201310121096.2
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN104104389B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 王悅
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 郝傳鑫,熊永強

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種信號重建方法及設備。

背景技術

由于壓縮感知（Compressive Sensing，CS）技術的高效信息處理方式可顯著降低信息獲取開銷，同時還可以較高的概率正確地恢復原稀疏信號，該技術目前已吸引了學術界和工業界的密切關系，以及在實際系統中具有廣泛的應用前景。在現有的CS技術中，多數研究主要是針對理想非量化的采樣數據進行信號重建。然而，在實際應用中，為了將模擬域的信號轉換到數字域以便于進行后續處理、傳輸和存儲等操作，需要對所獲取的采樣信號進行進一步的量化處理，即用若干離散的幅值來近似表示采樣數據原本連接的幅值，因此在CS技術的實際應用中，不可回避地需要分析對CS采樣數據的量化操作對信號重建結果所產生的潛在影響。

在具體的CS采樣實現中，僅采用單個采樣支路來對輸入信號進行低速采樣并量化，然后根據所獲得的單個量化信號進行信號重建，僅利用了單個信號的獨立稀疏性完成CS信號重建，由于單個采樣支路獲得的采樣數據具有片面性和單一性，并不能保證重建所獲得的重建信號與輸入信號相一致或者并不能保證重建信號與輸入信號之間存在的誤差小于預設系統的誤差門限。因此，在CS技術的應用中，如果僅利用單個采樣支路進行CS采樣并進行信號重建，必會影響信號重建的準確性。

發明內容

本發明實施例提供了一種信號重建方法及設備，可以提高信號重建的準確性。

第一方面，本發明提供的一種信號重建方法，包括：

對具有稀疏性的輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號；

對每一個所述采樣信號進行幅度量化，獲得該采樣信號對應的量化信號；

獲取每一個所述量化信號對應的量化信息；

根據每一個所述量化信號對應的量化信息，獲取該量化信號相對于所有的量化信號的量化信息的權重值；

根據每一個量化信號相對于所有量化信號的量化信息的權重值，建立關于所有量化信號所對應的待重建信號的加權混合范數；

基于所述加權混合范數進行聯合信號重建，獲得重建結果；

根據所述重建結果進行平均化處理，獲得重建信號。

結合第一方面，在第一種可能的實現方式中，所述對具有稀疏性的輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號，包括：

通過若干個采樣支路同時對具有稀疏性的輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號；或者

通過單條采樣支路分時對具有稀疏性的輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號。

結合第一方面，在第二種可能的實現方式中，所述對具有稀疏性的輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號，包括：

獲取具有稀疏性的輸入信號；

以小于奈奎斯特速率的采樣速率對所述輸入信號進行壓縮感知采樣，獲得若干個采樣信號。

結合第一方面或者第一方面的第一種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述獲取每一個所述量化信號對應的量化信息，包括：

獲取每一個所述量化信號對應的包括量化比特數的量化信息；或者

獲取每一個所述量化信號對應的包括量化級數的量化信息。

結合第一方面的第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述根據每一個量化信號相對于所有量化信號的量化信息的權重值，建立關于所有量化信號所對應的待重建信號的加權混合范數，包括：

根據每一個量化信號相對于所有量化信號的量化信息的權重值，通過公式（1）建立關于所有量化信號所對應的待重建信號的加權混合范數：

公式（1）

其中，w_j為所述J個量化信號中的第j個量化信號相對于所述J個量化信號的量化信息的權重值，θ_j為第j個量化信號對應的待重建信號，θ_n,j表示由J個向量所組成的矩陣[θ₁，...θ_j，...θ_J]中處于第n行第j列的元素值。

結合第一方面的第四種可能的實現方式中，在第五種可能的實現方式中，所述基于所述加權混合范數進行聯合信號重建，獲得重建結果，包括：

基于所述加權混合范數進行聯合信號重建，通過公式（2）獲得重建結果：

s.t.:

公式（2）

公式（2）用于求解在滿足約束條件下，以所述加權混合范數作為目標函數到達最小值時的J個向量解，作為所述重建結果；

所述約束條件為s.t.: