[发明专利]一种信号压缩感知方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种信号压缩感知方法及设备。

背景技术

由于压缩感知（Compressive Sensing，CS）技术的高效信息处理方式可显著降低信息获取开销，同时还可以较高的概率正确地恢复原稀疏信号，该技术目前已吸引了学术界和工业界的密切关系，以及在实际系统中具有广泛的应用前景。其中，CS技术主要包含采样操作和量化操作以及重建操作，即先对输入信号进行采样操作得到采样信号，再对该采样信号进行量化操作得到量化信号，最后根据量化信号重建输入信号。在实际应用中，对输入信号进行测量的测量数据量受硬件条件以及信道传输条件等因素制约，通常是受限的，其中，对输入信号进行测量的测量数据量等于量化操作中的量化比特数与采样操作中的采样点个数的乘积。

当测量数据量一定时，量化操作中的量化比特数的增加或减少都有可能影响对输入信号的重建的准确性，因为当测量数据量一定时，一味地增加（或者减少）量化比特数会导致采样点个数的相应减少（或者增加），而减少量化比特数或采样点个数均可能降低所获测量数据的可靠性和有效性，因此随意选定量化比特数或者采样点个数均会对输入信号的重建的准确性造成不利影响。且在实际应用中是通过编码端的多条支路对输入信号进行采样操作和量化操作，由于各条支路中测量数据量以及采用的量化比特数和采样点个数可能是不同的也可能是相同的，而译码端一味地假定各条支路采用的是相同的测量数据量、相同的量化比特数和相同采样点个数，且根据各条支路发送的量化信号和采样矩阵对输入信号进行重建，以得到重建信号。由于译码端重建信号时是假定各条支路采用的是相同的测量数据量、相同的量化比特数和相同采样点个数，而实际操作中各条支路的测量数据量、量化比特数和采样点个数可能是不同的，这样势必会影响对输入信号重建的准确性。

发明内容

本发明实施例提供了一种信号压缩感知方法及设备，可以提高对输入信号重建的准确性。

第一方面，本发明实施例提供的一种信号压缩感知方法，包括：

向编码端的各支路发送该支路的测量信息，其中，该支路的测量信息用于表示该支路测量输入信号的测量数据量，以使所述编码端的各支路根据该支路的所述测量数据量确定该支路的测量参数；

接收所述编码端的各支路发送的第一测量数据，其中，所述第一测量数据是发送该测量数据的支路根据该支路的所述测量参数对所述输入信号进行测量后得到的数据；

根据所述编码端的各支路发送的第一测量数据，进行基于加权混合范数的联合信号重建，并获得所述输入信号的重建信号，其中，所述加权混合范数是基于所述编码端的各支路的权重值的混合范数，其中，所述编码端的各支路的权重值是根据该支路的第一测量数据包含的量化比特数、量化值个数以及测量数据量而计算出的值。

在第一种可能的实现方式中，所述向编码端的各支路发送该支路的测量信息之后，所述接收所述编码端的各支路发送的第一测量数据之前，所述方法还包括：

接收所述编码端的各支路发送的所述测量参数，其中，所述测量参数包括量化比特数和采样点个数；

根据所述编码端的各支路发送的所述量化比特数和所述采样点个数生成各条所述支路的策略参数，并向所述编码端的各支路发送该支路的策略参数；其中，所述支路的策略参数用于所述支路整理该支路的第二测量数据，所述支路的第二测量数据为所述支路根据该支路的所述测量参数对所述输入信号进行测量的结果；其中，所述第一测量数据为所述支路根据所述策略参数对所述第二测量数据进行整理后的测量数据。

结合第一方面的上述任一实现方式，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述编码端的各支路发送的第一测量数据，进行基于加权混合范数的联合信号重建，并获得所述输入信号的重建信号，包括：

通过如下公式建立基于加权混合范数的联合信号重建所需的目标函数：

其中，所述J为所述编码端的支路的条数，s₁,L,s_J分别表示所述编码端的J条支路所对应的J个列向量，所述支路的对应列向量用于表示所述输入信号与该支路对应的未知待重建信号，所述列向量均为N×1的列向量，s_n,j表示s₁,L,s_J组成的J个列向量中第n行第j列的元素，w_j为所述编码端的第j条支路的权重值；

所述根据所述编码端的各支路发送的第一测量数据，进行基于加权混合范数的联合信号重建，并获得所述输入信号的重建信号，进一步包括：