[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

本發明涉及信號處理領域，具體涉及一種基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法，通過訓練信號集來學習用于高碼率信號獲取的過完備字典對，該字典對包括低碼率部分和高碼率部分，根據訓練得到的過完備字典對中的低碼率部分對待處理的信號進行分解，從而得到一組稀疏表示向量，再根據得到的稀疏表示向量，結合過完備字典對中的高碼率部分，計算得到與待處理的低碼率信號相對應的高碼率信號。本發明的技術方案新穎，結構明確，容易實施。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法。

背景技術

網絡的普及，使得網絡上的音樂資源越來越豐富，數字格式音樂非常流行。然而現在大部分流通的數字音樂都是普通數字音樂，其優勢在于通過有損壓縮到達縮小文件體積的目的，但隨之而來的卻是音樂質量受到損害。高質量數字音樂給聽眾帶來更好的音樂體驗，但體積龐大。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明旨在提供一種對于低碼率信號恢復到高碼率信號都可行的方法，例如高質量語音的重構，高分辨率圖像的獲取，均可通過本發明的方法訓練得到不同的字典，從而應用到不同的場合。

本發明解決上述技術問題的主要技術方案為：

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。

優選的，上述基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法中，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。

優選的，上述基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法中，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。

優選的，上述基于過完備字典對的高碼率信號獲取方法中，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。