基于压缩感知的无线传感器网络的数据编码

近年来,基于压缩感知的无线传感器网络数据编码的研究取得了一定的进展,但大部分研究是基于"单跳"的传输模型或者没有考虑网络内节点之间的合作。本文提出了一种基于压缩感知和分簇的传感器网络数据编码方法。首先,节点根据自己的编号伪随机的产生一个M维的列向量,把感知的数据xi投影到此向量上,然后把自己的编号和投影的数据一同传输给簇头。簇头把收到的数据进行求和,并且把计算后的结果传送给下一个簇头,直到sink节点。通过仿真实验和理论分析,验证了本文提出的方法比传统的方法能更好地减少网络内数据传输量。     

抗压缩的照片图像与真实感计算机图形识别

数字图像取证是计算机取证、信息安全领域的一门新学科。为实现照片图像与真实感计算机图形的可靠识别,提出一种基于图像稀疏表示的数字图像取证方法,该方法在抵抗压缩方面具有较好性能,从而保证图像压缩不会改变照片图像与真实感计算机图形的真实性本质。Tetrolet变换为保护图像局部几何结构,在L1-范数最小约束下搜索4×4图像块的最优覆盖(Covering)形式,获得图像的稀疏表示。观察自适应值c的统计分布,得到一幅图像中117种Covering出现次数的归一化直方图,从而得到图像的HoC(histogram of covering)特征。实验结果表明,在饱和度(S)分量提取的HoC特征能够很好地刻画照片图像与真实感计算机图形在局部几何结构上的不同统计特性,算法在识别能力、泛化能力,尤其是抵抗压缩能力上表现出良好性能,能够应用于图像真实性检测及照片图像与计算机图形的自动分类。     

基于CUDA编程模型的稀疏对角矩阵向量乘优化

稀疏矩阵向量乘是很多科学计算问题中的核心问题。本文针对稀疏对角矩阵,在DIA存储格式的基础上,设计了一种新型压缩存储格式CDIA,结合CUDA编程模型的特点,在计算线程上进行了细粒度的任务分配,同时为满足CUDA对存储器的合并访问要求,将压缩矩阵做了相应的转置处理,设计了细粒度算法与程序,并根据稀疏矩阵向量乘特点,做了相应的程序优化。实验数据显示,这种存储格式能够很好地发挥CUDA在数据处理方面的优势,在测试数据中,最高获得了单精度39.6Gflop/s和双精度19.6Gflop/s的浮点计算性能,性能在Nathan Bell和Michael Garland的基础上分别提高了7.6%和17.4%。     

Graph-Based Dimensionality Reduction for Hyperspectral Imagery: A Review

Hyperspectral image(HSI) contains a wealth of spectral information, which makes fine classification of ground objects possible. In the meanwhile, overly redundant information in HSI brings many challenges. Specifically, the lack of training samples and the high computational cost are the inevitable obstacles in the design of classifier. In order to solve these problems, dimensionality reduction is usually adopted. Recently, graph-based dimensionality reduction has become a hot topic. In this paper, the graph-based methods for HSI dimensionality reduction are summarized from the following aspects. 1) The traditional graph-based methods employ Euclidean distance to explore the local information of samples in spectral feature space. 2) The dimensionality-reduction methods based on sparse or collaborative representation regard the sparse or collaborative coefficients as graph weights to effectively reduce reconstruction errors and represent most important information of HSI in the dictionary. 3) Improved methods based on sparse or collaborative graph have made great progress by considering global low-rank information, local intra-class information and spatial information. In order to compare typical techniques, three real HSI datasets were used to carry out relevant experiments, and then the experimental results were analysed and discussed.Finally, the future development of this research field is prospected.     

基于模糊数学的高维稀疏数据聚类统计方法设计

传统的数据聚类统计方法仅适用于低维数据聚类问题,为此,本研究设计了基于模糊数据的高维稀疏数据聚类统计方法,以期提升高维稀疏数据的聚类统计效果。以模糊C均值聚类算法为基础,通过优化初始聚类中心解决局部最优问题,缩短聚类统计时间;然后引入权重机制,令该方法适用于高维稀疏数据聚类统计。基于此,以余弦距离替换原有的欧几里德距离,提高高维稀疏数据聚类统计效果。实验证明：在数据维度不同时,该方法均有较优的聚类统计效果。当数据维度较低时,分块比例为10%时聚类统计效果最优;当数据维度较高时,分块比例为40%时聚类统计效果最优。在不同稀疏度等级时,该方法的命中率和聚类统计效率均较高。     

压缩感知及其图像处理应用研究进展与展望

压缩感知理论（Compressed sensing,CS）通过少量的线性测量值感知信号的原始结构,并通过求解最优化问题精确地重构原信号.该理论减少了数字图像及视频 获取时的存储及传输代价,也为后续的图像处理及识别的研究提供了新的契机,促进了理论和工程应用的结合. 阐述了CS的基本原理,综述了其关键技术稀疏变换、观测矩阵 设计、重构算法的一系列最新理论成果和发展,深入分析和比较了CS理论应用到图像处理领域的研究和发展状况,总结了其中存在的问题,并对未来的应用前景进行了展望.     

用稀疏相似性度量求解压缩传感矩阵

提出一种用稀疏相似性度量求解压缩传感矩阵的方法,并将其应用在图像重建和识别领域中.首先构造一种稀疏相似性度量,然后将其嵌入到传感矩阵的模糊代价函数中,最终传感矩阵的原子更新按照模糊方式进行计算.用该方法优化后的观测矩阵与字典矩阵之间保持了低相干性,并且样本的稀疏信号在相同重构条件下具备了更优的测量数目和质量.在ORL和FERET人脸数据库及91幅自然图像库上的实验结果验证了该算法的有效性.     

稀疏卷积非负矩阵分解的语音增强算法

非平稳噪声和低信噪比条件下提高增强语音质量一直以来都是语音增强研究的难题。近年来,卷积非负矩阵分解在语音增强算法中成功应用,本文进一步考虑语音信号在时频域的稀疏性,提出了稀疏卷积非负矩阵分解(Sparse Convolutive Nonnegative Matrix Factorization, SCNMF)的语音增强算法。该算法包括训练和增强两个阶段。训练阶段通过SCNMF算法分别对纯净语音和噪声的频谱进行训练,得到纯净语音和噪声字典,并将其作为增强阶段的先验信息。增强阶段首先通过SCNMF算法对带噪语音的频谱进行分解,然后利用纯净语音和噪声联合字典对语音编码矩阵进行估计,重构增强语音。本文通过实验仿真分析了稀疏因子对增强语音质量的影响。实验结果表明,在非平稳噪声和低信噪比条件下,本文算法增强效果均优于多带谱减、非负矩阵分解、卷积非负矩阵分解等传统的算法。     

基于SEF-GHEI及协同表示的步态识别研究

将协同表示方法应用于步态识别中可以解决稀疏表示方法计算耗时的问题,但提取步态特征采用的GEI算法没有考虑步态内部轮廓边界信息,导致识别率不高。针对此问题,本文提出使用融合Hog和GEI算法的方法提取步态特征,在此基础上使用协同表示的方法训练,再通过计算测试样本的最小重构误差进行分类。实验结果表明,该方法在单一视角下步态识别准确率平均提高了1.315%,以及跨视角下步态识别准确率平均提高了6.51%,说明本方法是可行的。     

Isolation of Whole-plant Multiple Oscillations via Non-negative Spectral Decompositio

Constrained spectral non-negative matrix factorization（NMF）analysis of perturbed oscillatory process control loop variable data is performed for the isolation of multiple plant-wide oscillatory sources.The technique is described and demonstrated by analyzing data from both simulated and real plant data of a chemical process plant. Results show that the proposed approach can map multiple oscillatory sources onto the most appropriate control loops,and has superior performance in terms of reconstruction accuracy and intuitive understanding compared with spectral independent component analysis（ICA）.