[發明專利]一種基于硅基微腔混沌的壓縮感知裝置

有效

• 申請號: 201911031850.7
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110752848B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 吳加貴;郭鵬飛;韓晶慜;黃苾荍;吳令浩
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30;G06T11/00
• 代理公司: 重慶智慧之源知識產權代理事務所(普通合伙) 50234
• 代理人: 余洪

本發明提供一種基于硅基微腔混沌的壓縮感知裝置，所述壓縮感知裝置包括，可調諧激光器、光纖放大器、光纖偏振控制器、光學隔離器、快速光電檢測器、電子頻譜分析儀、數字示波器和處理器；可調諧激光器和光纖放大器分別用于驅動硅基微腔；光纖偏振控制器用于選擇OM?PhC芯片的橫向電偏振；光學隔離器用于防止不必要的反射光；電子頻譜分析儀和數字示波器用于監視混沌信號的時頻特性；處理器用于依據混沌信號獲取感測矩陣。本發明在系統中添加了高斯白噪聲的情況下也能有很好的恢復表現。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，具體涉及一種基于硅基微腔混沌的壓縮感知裝置。

背景技術

人類當前處于電子信息時代，信息傳遞的方式千變萬化，應用領域無所不在，每天產生的信息量是非常巨大的。所以高效的壓縮手段是緩解目前存儲壓力的有效途徑。所以壓縮感知問題的研究就顯得尤其重要。如何實現更加快速的信號采集并能夠有效的恢復原信號，也就成為當前社會關注的焦點。基于混沌矩陣的壓縮感知方法對于高效率、高質量、高速度的信號處理具有重要意義。

壓縮感知是壓縮和采樣稀疏信號的有效技術。它克服了奈奎斯特香農采樣定理的局限性。壓縮感知已在各個領域找到了廣泛的應用，例如醫學成像，地震學，信道編碼，圖像加密和視頻壓縮。實現壓縮感知的主要方法有兩種，即貪婪和凸優化算法。通常，凸優化算法比貪婪算法具有更高的精度。但是，它的速度比貪婪算法要慢。

現有技術在系統中添加了高斯白噪聲的情況下不能有很好的恢復表現。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種在系統中添加了高斯白噪聲的情況下也能有很好的恢復表現的壓縮感知裝置。

本發明提供一種基于硅基微腔混沌的壓縮感知裝置，所述壓縮感知裝置包括，可調諧激光器、光纖放大器、光纖偏振控制器、光學隔離器、快速光電檢測器、電子頻譜分析儀、數字示波器和處理器；

可調諧激光器和光纖放大器分別用于驅動硅基微腔；

光纖偏振控制器用于選擇OM-PhC芯片的橫向電偏振；

光學隔離器用于防止不必要的反射光；

電子頻譜分析儀和數字示波器用于監視混沌信號的時頻特性；

處理器用于依據混沌信號獲取感測矩陣。

OM-PhC表示基于硅的光機械光子晶體。

進一步的，

所述處理器通過8位ADC量化混沌信號得到電壓時間序列，并以200Mbit/s的速率對混沌信號采樣，以相鄰的采樣點位于同一列的方式得到感知矩陣Φ。

進一步的，

所處處理器采用以下公式構建M×N感知矩陣Φ，

其中，σ是所使用的混沌信號的標準偏差。

進一步的，

所述處理器使用PSNR評估恢復的圖像的質量，其中PSNR＝10*lg2552lg2552/MSE,MSE為圖像的平方誤差，MSE定義其中a和b分別代表圖像的寬度和高度，P(i，j)是原始圖像的灰度值，D(i，j)是重建圖像的灰度值。

psnr是“Peak Signal to Noise Ratio”的縮寫，即峰值信噪比，是一種評價圖像的客觀標準，

本發明的有益效果是：

1.硅材料芯片體積小更便于集成，能進一步提高壓縮感知裝置的集成化程度，小型化，提高壓縮感知方法的高效性