压缩感知理论及其研究进展

 信号采样是联系模拟信源和数字信息的桥梁.人们对信息的巨量需求造成了信号采样、传输和存储的巨大压力.如何缓解这种压力又能有效提取承载在信号中的有用信息是信号与信息处理中急需解决的问题之一.近年国际上出现的压缩感知理论(Compressed Sensing,CS)为缓解这些压力提供了解决方法.本文综述了CS理论框架及关键技术问题,并着重介绍了信号稀疏变换、观测矩阵设计和重构算法三个方面的最新进展,评述了其中的公开问题,对研究中现存的难点问题进行了探讨,最后介绍了CS理论的应用领域.     

压缩感知理论及重构算法性能分析

压缩感知是近年来信号处理领域新诞生的一种新的信号处理理论,文中详述了压缩感知的基本理论,主要围绕着信号的稀疏表示、观测矩阵和信号重构算法三个方面对压缩感知进行基本介绍,并对几种典型的信号重构算法(OMP、GPRS、SLO)进行仿真分析。     

压缩感知回顾与展望

压缩感知是建立在矩阵分析、统计概率论、拓扑几何、优化与运筹学、泛函分析等基础上的一种全新的信息获取与处理的理论框架.它基于信号的可压缩性,通过低维空间、低分辨率、欠Nyquist采样数据的非相关观测来实现高维信号的感知.压缩感知不仅让我们重新审视线性问题,而且丰富了关于信号恢复的优化策略,极大的促进了数学理论和工程应用...     

压缩感知技术综述

压缩感知(Compressed Sensing或Compressed Sampling,Cs)理论突破了经典的奈奎斯特采样定理的极限,提出一种全新的采样理论,通过开发信号的稀疏特性,在远小于Nyquist采样率的条件下,用随机采样获取信号的离散样本,然后通过数值最优化问题精确重构出原始信号.本文综述了CS基本原理,介绍了信号稀疏表示、测量矩阵的设计和信号的重构算法等内容以及CS理论研究现状和在相关领域的应用.     

压缩感知观测矩阵的优化算法

为克服基于压缩感知的图像重构算法存在的不足,文中对观测矩阵设计方法进行了改进,并根据稀疏信号的特点对观测矩阵加权,令奇异值分解得到的对角阵对角线上的元素全部为1。通过仿真实验表明,将改进后的矩阵作为压缩感知算法的观测矩阵,在大压缩比时PSNR值约提高(1~2 dB),在小压缩比较时PSNR值提高了(8~9 dB)。     

压缩感知理论简介

压缩感知(CS)理论是在已知信号具有稀疏性或可压缩性的条件下.对信号数据进行采集、编解码的新理论.主要阐述了CS理论框架以及信号稀疏表示、CS编解码模型,并举例说明基于压缩感知理论的编解码理论在一维信号、二维图像处理上的应用.     

压缩成像技术研究进展

以奈奎斯特采样定理为准则,高速信号采样再压缩的传统成像方式存在明显缺陷。基于压缩感知理论的压缩成像技术则突破了传统成像系统设计理念,利用硬件实现目标图像的非自适应线性投影,从而达到利用较少数目探测器获取高精度目标图像的目的。详细阐述了压缩感知理论框架及其关键技术问题,并就目前压缩成像系统的原理和难点问题进行了深入的探讨和分析。     

基于压缩感知的信号重构研究

按照Nyquist采样定理,信号的采样率必须为信号最高频率的2倍以上,这会产生大量的冗余数据。压缩感知是一种新兴的采样理论,对于可以稀疏表示的信号,它能够以远低于Nyquist采样速率对信号进行采样,并通过优化算法实现重构。介绍了压缩感知的基本理论,并分别选取时域稀疏、频域稀疏和图像信号进行了仿真分析,实验结果显示,压缩感知理论能较好的重构原始信号。     

冗余字典在压缩感知中的应用研究

信号的稀疏表示是压缩感知理论中的关键问题,一般选择正交基作为压缩感知中的稀疏变换基。因为冗余字典能更有效的表示信号的特征,使得信号能用字典中的少量原子线性表示,因此本文对冗余字典在压缩感知理论中的应用进行了研究。设计了由不同正交基与单位矩阵组成的3种简洁冗余字典,作为压缩感知的稀疏变换基。以一维信号作为测试信号,研究了冗余字典的稀疏表示和算法重构的性能。实验结果证明了冗余字典在压缩感知理论中应用的有效性。     

压缩感知及其在医学图像融合中的应用

压缩感知在采样的同时完成信号的压缩,为解决医学图像融合过程中时间复杂度高、传输数据量大的问题提供了新方法.本文围绕压缩感知在医学图像像素级融合做了5个方面的工作:第一,给出了基于压缩感知的医学图像融合框架;第二,讨论了基于贝叶斯、贪婪迭代、凸松弛等四类重构算法;第三,梳理出医学图像像素级融合的七类方法;第四总结出基于压缩感知的四种医学图像融合路径;第五,指出了目前研究的难点和应用前景.     

CS5460A及其在电子式电能表中的应用

介绍了CS5460A芯片的特点、工作原理及其在电子式电度表设计中的应用。     

带6位锁存的可编程A/D转换器CS5529及其应用

16位低功耗可编程A/D转换器CS5529是CIRRUS LOGIC公司系列化△-∑A/D转换器中的一个特殊成员，它除具有分辨率高、输出速率可编程以及抗干扰能力强等特点外，其三线串行接口方式及特有的6位锁存器功能使其特别适合于需要将模拟和数字相隔离的数据采集系统。文中介绍了CS5529的内部结构及功能特点，同时通过设计实例介绍了CS5529在低功耗隔离式多路采集系统中的应用。     

核稀疏保持投影及生物特征识别应用

稀疏表示系数包含较强的鉴别信息,稀疏保持投影(Sparsity Preserving Projections,SPP)利用稀疏表示系数进行特征提取.本文通过核方法获取高维特征空间的核稀疏表示系数,并利用核稀疏表示系数构造邻接矩阵,提出核稀疏保持投影(Kernel Sparsity Preserving Projections,KSPP).核稀疏表示系数比稀疏表示系数包含更强的鉴别信息,因此KSPP可以比SPP提取更有效的鉴别特征.在多个数据库上的生物特征识别实验,KSPP都取得了不错的实验结果.     

20位串行模/数转换芯片CS5513及其应用

CS5513是美国CRYSTAL公司生产的一种20bit串行模／数转换器。文中详细介绍了该芯片的性能特点、内部结构、工作时序和应用注意事项，并给出了CS5513在流量检测设备中具体的应用电路原理图和程序流程图。     

高精度串行A/D芯片CS5521/23及其应用

CS5521／23是CIRRUS LOGIC公司生产的16位高精度串行A／D芯片,它内含仪表放大器、可编程增益放大器、数字滤波器和自样正及系统校正电路等。文中介绍了CS5521／23芯片的内部结构及性能特点,并通过一个简单的例子介绍了该芯片的应用电路及软件流程。     

CS5460A芯片与其在功率测量的一种应用

介绍了 CS5 4 6 0 A的特点及其管脚功能 ,给出外围应用硬件原理图 ,分析并给出芯片应用的读写程序     

嵌入式网络控制器CS6208及其应用

CS6208是Myson Century公司推出的专门用于网络控制和传输的芯片，它基于8051体系结构硬件平台的支撑，使用Keil 51编译环境，处理速度与8051系列单片机相比有很大的提高，支持IEEE802．37线ENDEC接口以及TCP／IP、ARP、UDP等协议，并且集成有4周期的8051和一个以太网接口。由于它把TCP／IP协议栈函数已封装起来，因此，用户只需调用它的API函数即可完成操作。文章介绍了CS6208的原理、特点和引脚功能，给出了CS6208的一种典型应用设计电路。