[發明專利]信號壓縮傳輸過程中基于相對閾值的信號稀疏度估計方法

有效

• 申請號: 201410649880.5
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104485964B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 秦紹華;尹娟
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.信號壓縮傳輸過程中基于相對閾值的信號稀疏度估計方法，其特征是，方法分兩步進行：

第一步，在信號壓縮傳輸的過程，接收端接收到被壓縮信號的測量值后，尋找當前信號中，幅值最大的系數：

利用信號的測量值、測量矩陣和稀疏基，根據當前測量值在測量矩陣和稀疏基乘積形成的新矩陣上的各個向量上的投影，確定當前信號中幅值最大的系數，所述當前信號中幅值最大的系數即為新得到的系數；

第二步，計算信號的相對閾值，利用信號的相對閾值與新得到的系數的比較，判斷新得到的系數是否屬于較大系數；如果是，則將該系數從當前信號中刪除，更新當前信號，返回第一步繼續尋找當前信號中幅值最大的系數，如果不是，則說明較大系數已尋找完畢，結束；

根據找到的較大系數的個數，估計信號的稀疏度；

所述第一步的步驟如下：

步驟(1)：初始化，設當前信號rs₀等于信號傳輸接收端得到的壓縮后的測量值，即rs₀＝y，矩陣A等于測量矩陣Ψ和稀疏基Φ的乘積，即A＝ΨΦ，尋找次數t＝1，信號稀疏度S＝0，A(t)為t次后從測量矩陣中選擇出的向量集合，其初始值為空集，即θ(t)為t次后選擇出的信號系數集合，其初始值為空集，即

步驟(2)：根據當前信號rs_t-1在矩陣A上的投影，選擇使投影最大的矩陣A中的向量a_t，將該向量并入集合A(t)中；

步驟(3)：利用步驟(2)選定的向量a_t，計算對應的被估計信號的系數θ_t，并將新得到系數θ_t并入系數集合θ(t)中，更新當前信號rs_t；

所述步驟(2)的公式為：

A(t)＝[A(t-1),a_t]；

其中，a_t表示在第t次尋找過程中，由矩陣A中選取的，使當前信號rs_t-1在矩陣A的各個向量上投影值最大的那個向量，rs_t-1表示第t-1次尋找后的當前信號，a_i表示矩陣A中的向量，||a_i||表示向量a_i的模值，A(t)表示第t次尋找后，由前t次尋找過程，矩陣A中選取的向量組成的集合，A(t-1)表示第t-1次尋找后，由前t-1次尋找過程，矩陣A中選取的向量組成的集合；

所述步驟(3)的公式為：

θ(t)＝[θ(t-1),θ_t]

rs_t＝rs₀-θ(t)A(t)；

其中，θ_t表示在第t次尋找過程中得到的，被估計信號的最大系數，rs_t-1表示第t-1次尋找過程后的當前信號值，a_t表示在第t次尋找過程中，由矩陣A中選取的，使當前信號rs_t-1在矩陣A的各個向量上投影值最大的那個向量，||a_t||²表示向量a_t模值的平方，θ(t)表示第t次尋找后，由前t次尋找過程，得到的被估計信號的系數組成的集合，θ(t-1)表示第t-1次尋找后，由前t-1次尋找過程，得到的被估計信號的系數組成的集合；

所述第二步的步驟如下：

步驟(4)：計算相對閾值γ_t，根據相對閾值γ_t判斷新得到的被估計信號的系數θ_t是否屬于較大的系數，如果新得到的被估計信號系數θ_t大于或等于相對則閾值γ_t，那么新得到的被估計信號的系數θ_t屬于較大的系數；則將被估計信號的稀疏度S加1，如果小于γ_t閾值，則結束估計過程；

步驟(5)：增加尋找次數t，返回步驟(2)，繼續估計過程；

所述步驟(4)的公式為：

ifθ_t≥γ_t,then S＝S+1；

其中，γ_t表示第t次尋找過程中確定的相對閾值，θ_i-1表示在第i-1次尋找過程中得到的，被估計信號的最大系數,γ₀表示第0次尋找過程中確定的相對閾值，即相對閾值的初值，表示將從第1次尋找過程到第t-1次尋找過程中得到的，被估計信號的系數的值進行累加，θ_t表示在第t次尋找過程中得到的，被估計信號的最大系數，S表示被估計信號的稀疏度。