一种新的量测矩阵在压缩感知复数重构中的应用

在分析常用量测矩阵优缺点的基础上,将随机符号矩阵、部分哈达玛矩阵和随机抽样矩阵相结合,构建了一个新的部分随机化哈达玛量测矩阵,克服了局部哈达玛矩阵只能用于信号维度是2的n次幂的应用缺陷,保留了局部哈达玛矩阵作为量测矩阵进行重构时需要量测个数最少、重构精度最高的优势,并将矩阵与平滑0-范数法结合应用于复数重构．仿真分析表明：部分随机化哈达玛量测矩阵具有非相关性强、重构精度高和重构所需量测个数少、噪声鲁棒性强等优点．     

基于压缩感知的双连续超松弛迭代算法研究

压缩感知理论是在已知信号具有可压缩性或通过变换具有稀疏性的条件下,对其信号进行采集,稀疏和重构的新理论.其中稀疏信号重构算法是其中关键的一部分,对信号恢复的精确性及时效性验证有着重要的意义.该文在总结目前已有的重构算法的基础上,提出了一种新的基于压缩感知的双连续超松弛迭代重构算法.该算法通过参数估计自适应的寻找合适的稀...     

基于优化内积模型的压缩感知快速重构算法

针对压缩感知理论中现有重构算法耗时过长的问题,提出一种基于优化内积模型的快速重构算法,且理论推导了迭代停止条件.该算法在重构的每次迭代过程中,仅在第1次迭代时采用传感矩阵与余量的矩阵求内积运算,在后续的迭代中则通过向量运算代替矩阵求内积的运算,迭代停止时只需进行一次最小二乘法即可获得重构信号.仿真结果表明,提出的快速重构算法在保证重构信号性能的基础上,大大减少了重构时间.     

基于压缩感知和DNA编码的图像加密算法

采用后稀疏化方案对待加密的明文图像做压缩感知处理,利用DNA编码规则与帐篷映射产生的混沌矩阵做规则运算,将单一编码多元化,对图像进行像素扩散,最后将扩散矩阵进行分割合并处理形成密文图像. 实验结果表明,提出的图像加密方案具备强的抗攻击特性和较好的重构效果.     

基于加权星图稀疏正则化的图像压缩感知重构

为了更有效地表达图像的高阶稀疏结构,提出基于图稀疏正则化的压缩感知重构算法,通过图论方法描述图像稀疏系数间的相关性。首先,采用图结构化稀疏度量表征图像的非局部相似性,并化简稀疏系数的完全图结构为仅与均值节点连接的星图结构,以实现更高效的稀疏表达;然后,通过加权范数的形式体现稀疏系数的不同重要性,达到自适应恢复的目的。进一步,提出求解星图稀疏模型的近似消息传递算法,通过引入辅助变量,使得权值参数和稀疏系数的优化问题更易求解。实验结果表明,所提出的算法在客观质量和主观质量上优于其他基于非局部稀疏模型的重构算法,验证了星图稀疏模型的有效性。     

水声单载波分块传输中基于压缩感知的稀疏信道估计方法

为利用水声信道的稀疏特性,提高循环前缀单载波分块传输系统的信道估计精度和误比特率性能,提出一种新的基于压缩感知的稀疏信道估计方法.新方法利用任意具有单位能量的导频构造满足约束等距条件的频域测量矩阵,通过Dantzig selector算法重构稀疏水声信道冲激响应.基于实测湖试信道模型的仿真结果表明,在相同训练序列长度条件下,利用频域最小均方误差检测方法,新的压缩感知信道估计方法较传统最小二乘信道估计方法有近5 dB的性能增益.     

基于斜投影算子的压缩采样匹配追踪算法

斜投影匹配追踪算法较正交匹配追踪算法针对非正交字典的重构能力有了大幅提高,但受噪声影响大。该文通过投影矩阵迭代公式导出斜投影匹配追踪算法,并引入回溯的思想,提出基于斜投影算子的压缩采样匹配追踪算法,有效降低了噪声的影响和非正交投影产生的误差,提高了重构精度。仿真结果表明,算法的重构效果优于其它同类算法。     

基于最佳联合稀疏表示的分布式压缩感知算法

通过探索无线传感器网络节点感知数据的时空相关性,可以构建适用于不同应用情形的联合稀疏模型。利用联合稀疏模型,提出了一种适用于无线传感器网络的分布式压缩感知算法。该算法采用联合编码联合解码的方式,充分利用了信号内部和信号之间的相关性,从而可以用更少的观测值实现信号群的精确重构。与单独编码单独解码相比,采用联合编码联合解码的方法,在保证信息可靠传输的前提下,减少了整个网络的数据流量,节约了宝贵的能量资源,以能量有效的方式满足了传感器网络的应用。     

基于压缩感知的宽带信号采集系统性能分析与算法实现

为了解决目前超宽带信号采集过程中面临的采集困难、数据量大的难题,文章从基于压缩感知的信号采集理论出发,提出了基于GPU平台的超宽带信号采集系统实现方法,重点分析了采集系统的重构性能。分析表明该方法对于宽带稀疏信号的采集能够有效降低采样速率,提高采集效率。     

基于加权平滑l_0范数的单快拍波达方向估计

针对现有基于压缩感知的DOA估计算法估计精度不高的问题,提出一种基于加权平滑l0范数的单快拍DOA估计算法。所提算法采用一种新的加权方式,在构造一个恰当的平滑连续函数后,根据接收数据的初始解确定一个合适的递减的{σ}序列[σ_1,σ_2,?,σ_J],并对每一个σ值,用最速下降法来求解l0范数的逼近函数H_σ(S)的最小值;然后将该σ值作为下一次迭代的初始值,并在每次迭代开始时更新权值,通过多次的迭代获得逼近函数的最小解,即逼近的最小l0范数。通过仿真实验表明所提算法可对DOA进行有效估计,且容易实现、精度较高,与未加权的改进平滑l_0范数DOA估计方法相比具有更好的估计性能。     

Super-Resolution Image Reconstruction Based on an Improved Maximum a Posteriori Algorithm

A maximum a posteriori (MAP) algorithm is proposed to improve the accuracy of super resolution (SR) reconstruction in traditional methods.The algorithm applies both joints image registration and SR reconstruction in the framework,but separates them in the process of iteratiion.Firstly,we estimate the shifting parameters through two low resolution (LR) images and use the parameters to reconstruct initial HR images.Then,we update the shifting parameters using HR images.The aforementioned steps are repeated until the ideal HR images are obtained.The metrics such as PSNR and SSIM are used to fully evaluate the quality of the reconstructed image.Experimental results indicate that the proposed method can enhance image resolution efficiently.     

基于小波变换的静态图像压缩的一种方法

介绍了一种基于小波变换的静态图像的压缩方法,给出该算法实现的整个过程和结果,最后得出有关其应用价值方面的结论。     

穿墙雷达图像CS编码算法设计

针对TWR雷达图像由于检测信号的频率较高、带宽较大使得图像信息量增大,导致在传输和实时成像方面存在困难的问题,提出了采用压缩感知(CS)为雷达图像的编码提供欠采样压缩的新方法.设计了基于解凸优化的l_1范数等效算法和基于正交匹配追踪(OMP)算法的TWR图像编码方法,构造了部分哈达玛观测阵和高斯随机测量观测阵.实验结果表明,本文算法对雷达图像的欠采样率可达0.546 9,能够实现失真最小和速度最快地对墙内目标进行有效检测.     

基于PCA 和KNN 的电主轴故障诊断方法研究

电主轴是数控机床中重要的部件之一, 其性能的优劣直接影响机床工况和加工零件质量。对电主轴进行故 障诊断能很大程度上提高数控机床的加工精度, 并且能够有效地增加其可靠性和安全性。在一般诊断过程中, 原 始数据的高维特征量处理较为困难。为顺应实际应用中对电主轴故障诊断的精度要求, 提出一种基于主成分分析 (PCA) 与K 最近邻(KNN) 的电主轴故障诊断方法。此方法利用PCA 对原始非线性时间序列数据的特征向量进行 降维, 并选取其中主成分特征向量。将得到的主成分特征向量作为KNN 的输入进行故障分类。最后将该方法的预 测结果与决策树和随机森林的分类结果进行对比, 结果表明, PCA-KNN 算法在故障分类精度上相较于其他两种算 法有显著提高, 是一种有效的电主轴故障分类方法。     

Design of AB2 in Galois Fields Based on Multiple-Valued Logic

A new AB~2 operation in Galois Field GF(2~4)is presented and its systolic realization based on multiple-valued logic(MVL)is proposed.The systolic structure of the operation employs multiple-valued current mode(MVCM)by using dynamic source-coupled logic(SCL)to reduce the transistor and wire counts,and the initial delay.The performance is evaluated by HSPICE simulation with 0.18μm CMOS technology.A comparison is conducted between our proposed implementation and those reported in the literature.The transistor counts,the wire counts and the initial delay in our MVL design show savings of about 23%,45%,and72%,in comparison with the corresponding binary CMOS implementation.The systolic architecture proposed is simple,regular,and modular,well suited for very large scale integration(VLSI)implementation.The combination of MVCM circuits and relevant algorithms based on MVL seems to be a potential solution for high performance arithmetic operations in GF(2~k).     

基于数值模拟的CO2地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法

为评估CO₂地质封存场地的CO₂沿井筒泄漏风险，介绍了自主研发的可对CO₂井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件，将软件应用于实际CO₂地质封存场地--神华鄂尔多斯CO₂咸水层封存示范工程，定量评估该场地CO₂沿注入井和监测井的泄漏量，并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP–IAM–CS（The national risk assessment partnership–integrated assessment model–carbon storage）软件模拟结果进行对比，实现了CO₂沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数，即井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值，并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10^–6时，神华CO₂地质封存场地在1 000 a内的总泄漏量为720 tCO₂，占总注入量的0.24%，小于IPCC的风险阈值1%。因此，泄漏系数为10^–6或更低的井筒是低风险泄漏井，具有良好的固井质量，对应于NRAP–IAM–CS软件中井筒渗透率低于10^–12 m²的情况。泄漏系数为10^–5或更高的井筒是高风险泄漏井，具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP–IAM–CS的计算结果均表明，当注入井和监测井的固井质量良好时，神华CO₂地质封存场地基本不存在CO₂泄漏风险。     

生物质炭添加对土壤氧化亚氮排放影响的研究进展

氧化亚氮(N₂O)是一种会破坏平流层臭氧的长寿命温室气体,农业土壤是大气N₂O人为排放源中的最大贡献者,因此减少农业土壤N₂O排放十分迫切.生物质炭是生物质在低温限氧条件下热解产生的碳材料,具有丰富的孔隙结构.已有研究表明,生物质炭是减少土壤N₂O排放的重要手段之一,但对其影响效应和机理的系统报道很少.本文论述了生物质炭对土壤中N₂O排放的影响,重点从生物与非生物的角度讨论了生物质炭影响土壤N₂O排放可能的机制.从生物角度来看,生物质炭的“石灰效应”会升高土壤pH、改变土壤中微生物过程从而促进N₂O还原为N₂,同时生物质炭也会作为“电子穿梭体”加快这一过程.另外,生物质炭还会增加含有nosZ基因的反硝化细菌数量,促进N₂O的还原.而当土壤中N₂O主要来自于硝化作用时,生物质炭增加土壤中氨氧化细菌amoA丰度,进而增加土壤N₂O排放量.从非生物角度来...     

Systolic B –1 Circuit in Galois Fields Based on a Quaternary Logic Technique

In order to improve the circuit complexity and reduce the long latency of B~(-1) operations,a novel B~(-1) operation in Galois Field GF(24) is presented and the corresponding systolic realization based on multiple-valued logic(MVL) is proposed. The systolic structure employs multiplevalued current mode(MVCM) by using dynamic source-coupled logic(SCL) to reduce the initial delay and the transistor and wire counts. The performance is evaluated by HSPICE simulation in 0.18 μm CMOS technology and a comparison is conducted between our proposed implementation and those reported in the literature. The initial delay and the sum of transistors and wires in our MVL design are about 43% and 13% lower, respectively, in comparison with other corresponding binary CMOS implementations. The systolic architecture proposed is simple, regular, and modular,well suited for very large scale integration(VLSI) implementations. The combination of MVCM circuits and relevant algorithms based on MVL seems to be a potential solution for high performance arithmetic operations in GF(2~k).