[發(fā)明專利]一種基于主分量信噪比的遙測數(shù)據(jù)壓縮批處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710213396.1
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107038457B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董建超;王守銀;李建冬;崔廣志;張燁;梁迎彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械設(shè)備研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 11386 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 龐許倩;王一

本發(fā)明涉及一種基于主分量信噪比的遙測數(shù)據(jù)壓縮批處理方法，包括：實(shí)時獲取遙測數(shù)據(jù)信息；循環(huán)導(dǎo)入遙測數(shù)據(jù)；計算導(dǎo)入數(shù)據(jù)的冗余度，根據(jù)冗余度判斷是否需要壓縮處理；否，無需壓縮直接存儲；是，采用主分量分析法對導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理后實(shí)時輸出；所述主分量分析法以主分量信噪比為目標(biāo)函數(shù)。該方法針對遙測數(shù)據(jù)海量存儲的問題，提出采用冗余度判斷是否需要壓縮，以主分量信噪比為目標(biāo)函數(shù)，直觀地提取主分量，在最大化保留數(shù)據(jù)信息的前提下，最有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于主分量信噪比的遙測數(shù)據(jù)壓縮批處理方法。

背景技術(shù)

遙測系統(tǒng)中，需要對被測對象無人機(jī)的壓力、溫度、濕度、角度等多參數(shù)進(jìn)行采集并無線通訊傳輸至地面，通過數(shù)據(jù)分析處理對無人機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行評價及監(jiān)測。遙測試驗中需要對反映各部分工作狀態(tài)及環(huán)境多個參數(shù)進(jìn)行測量，并且會持續(xù)較長時間，將產(chǎn)生海量的遙測數(shù)據(jù)，而且遙測系統(tǒng)也正朝著高精度的方向發(fā)展，這也勢必會增加數(shù)據(jù)量。假設(shè)遙測時間為1400s時，遙測碼率僅以320kb/s的較慢速度計算，考慮到數(shù)據(jù)傳輸處理時的冗余量，最終存儲數(shù)據(jù)約為600M。若遙測碼率提高10倍到兆級別，那么總數(shù)據(jù)量將多達(dá)幾G甚至十幾G或更多，對數(shù)據(jù)判讀分析提出很大的挑戰(zhàn)。遙測數(shù)據(jù)參數(shù)眾多、數(shù)據(jù)量龐大，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮保留有效信息，成為遙測數(shù)據(jù)分析處理中首要解決的問題。

由于遙測數(shù)據(jù)具有多樣性特征，在實(shí)際應(yīng)用中，如何在不損失數(shù)據(jù)信息的前提下，最有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮及信息提取，是亟需解決的問題。實(shí)際遙測過程中，大多依舊人工分析判讀數(shù)據(jù)，這種方法存在效率低下、耗費(fèi)大量的人力物力的問題，尤其是測試過程較長時更為明顯?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)壓縮方法中，主分量分析是適應(yīng)這一需求的統(tǒng)計分析方法，通過提取出不相關(guān)的特征變量，降低原有數(shù)據(jù)的維數(shù)及冗余度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮及特征提取。其往往根據(jù)經(jīng)驗確定分量貢獻(xiàn)率的閾值，例如分量貢獻(xiàn)率閾值通常設(shè)定為90％，進(jìn)行主分量提取，其余低階分量判定為噪聲進(jìn)行截斷。由于遙測數(shù)據(jù)種類繁多，具有多樣性及復(fù)雜性，基于閾值的主分量分析難以有針對性地調(diào)整貢獻(xiàn)率閾值，因此很可能會損失有效信息，對遙測數(shù)據(jù)壓縮產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種基于主分量信噪比的遙測數(shù)據(jù)壓縮批處理方法，該方法針對遙測數(shù)據(jù)巨大、人工分析效率低，而當(dāng)前數(shù)據(jù)壓縮方法又難以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)批處理壓縮的問題，在最大化保留數(shù)據(jù)信息的前提下，最有效地實(shí)現(xiàn)海量遙測數(shù)據(jù)的壓縮存儲。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于主分量信噪比的遙測數(shù)據(jù)壓縮批處理方法，包括以下步驟：

步驟1、實(shí)時獲取遙測數(shù)據(jù)信息；

步驟2、循環(huán)導(dǎo)入遙測數(shù)據(jù)；

步驟3、計算導(dǎo)入數(shù)據(jù)的冗余度，根據(jù)冗余度判斷是否需要壓縮處理，是則進(jìn)入步驟4；否，無需壓縮直接存儲；

步驟4、采用主分量分析法對導(dǎo)入數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理后實(shí)時輸出；所述主分量分析法以主分量信噪比為目標(biāo)函數(shù)，主分量信噪比為相鄰兩階分量的特征值比值；

步驟5、判斷循環(huán)是否結(jié)束，否，則返回步驟2繼續(xù)處理。

進(jìn)一步，所述步驟3包括如下子步驟：

步驟301、計算導(dǎo)入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)x＝[x₁,x₂,…,x_m]^T的協(xié)方差矩陣C_x及相關(guān)系數(shù)矩陣R_x；

其中，m為導(dǎo)入遙測數(shù)據(jù)維數(shù)，上標(biāo)T代表轉(zhuǎn)置，各個行向量x_i包含等量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，i＝1,…m；

步驟302、根據(jù)下式計算協(xié)方差矩陣的各個元素，組成協(xié)方差矩陣；