[發明專利]一種基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法

有效

• 申請號: 201610561840.4
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN107622777B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 游寒旭;戎玲;楊竹瑩;朱杰
• 申請（專利權）人: 公安部第三研究所;上海交通大學
• 主分類號: G11B20/00
• 分類號: G11B20/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

1.一種基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，應用于將低碼率信號恢復到高碼率信號，且所述低碼率信號和所述高碼率信號為一個信號的兩個碼率版本，所述方法包括：

提供一套訓練用的信號集合，所述信號集合包括低碼率信號集和高碼率信號集，且所述低碼率信號集中的低碼率信號和所述高碼率信號集中的高碼率信號一一對應，以構成若干訓練信號對；

根據字典訓練學習算法，對所述若干訓練信號對進行學習訓練，以獲得過完備字典對，且所述過完備字典對包括低碼率部分和高碼率部分；

提供待處理的低碼率信號，將所述待處理的低碼率信號根據所述過完備字典對中的所述低碼率部分進行分解，以得到對應的稀疏表示集合；

結合所述過完備字典對中的所述高碼率部分，將所述稀疏表示集合變換成新的分割的信號片段，將所述新的分割的信號片段整合，以獲取高碼率信號；

獲得所述過完備字典對的步驟包括：

將所述低碼率信號按重疊比例和低碼率向量幀長度進行分幀，得到若干低碼率向量幀；

將所述高碼率信號按重疊比例和高碼率向量幀長度進行分幀，得到若干高碼率向量幀；

所述若干低碼率向量幀構成所述低碼率部分，所述若干高碼率向量幀構成所述高碼率部分，且所述低碼率部分和所述高碼率部分用以訓練生成所述過完備字典對；所述低碼率向量幀和所述高碼率向量幀滿足公式：

其中，D_p為所述過完備字典對中的所述低碼率部分，D_g為所述過完備字典對中的所述高碼率部分；

為所述低碼率向量幀，i表示編號；

為所述高碼率向量幀，i表示編號；

N_p為所述低碼率向量幀長度，N_g為所述高碼率向量幀長度；

s_i為所述稀疏表示集合中的稀疏表示向量，所述低碼率向量幀和所述高碼率向量幀共用同一稀疏表示向量。

2.如權利要求1所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，所述字典訓練學習算法以對應的所述低碼率向量幀和所述高碼率向量幀對作為輸入，以輸出所述過完備字典對。

3.如權利要求1所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，計算獲得所述過完備字典對的公式為：

其中，D_c為所述過完備字典對；

為平衡參數，用于平衡誤差和稀疏度之間的重要程度。

4.如權利要求3所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，所述取值在0-1之間，且所述取值越大表示稀疏性越重要，越小表示誤差越重要。

5.如權利要求4所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，所述取值為0.15。

6.如權利要求1所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，獲取所述高碼率信號的步驟包括：

步驟1，將所述低碼率信號分解成低碼率向量幀；

步驟2，提取所述過完備字典對的低碼率部分，將所述低碼率向量幀分解成稀疏表示向量；

步驟3，提取所述過完備字典對的高碼率部分，結合所述稀疏表示向量，重構得到高碼率向量幀；

步驟4，將得到的所述高碼率向量幀整合，以獲取所述高碼率信號。

7.如權利要求6所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，步驟4中的所述整合步驟和步驟1中的所述分解步驟為互逆操作。

8.如權利要求6所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，所述步驟2的公式為：

其中，為所述低碼率向量幀，i表示編號；

D_p為所述過完備字典對中的所述低碼率部分；

s_i為所述稀疏表示集合中的稀疏表示向量，所述低碼率向量幀和所述高碼率向量幀共用同一稀疏表示向量。

9.如權利要求6所述的基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，其特征在于，所述步驟3的公式為：

其中，為所述高碼率向量幀，i表示編號；

D_g為所述過完備字典對中的所述高碼率部分；

s_i為所述稀疏表示集合中的稀疏表示向量，所述低碼率向量幀和所述高碼率向量幀共用同一稀疏表示向量。