[发明专利]一种基于硅基微腔混沌的压缩感知装置

说明书

本发明提供一种基于硅基微腔混沌的压缩感知装置，所述压缩感知装置包括，可调谐激光器、光纤放大器、光纤偏振控制器、光学隔离器、快速光电检测器、电子频谱分析仪、数字示波器和处理器；可调谐激光器和光纤放大器分别用于驱动硅基微腔；光纤偏振控制器用于选择OM‑PhC芯片的横向电偏振；光学隔离器用于防止不必要的反射光；电子频谱分析仪和数字示波器用于监视混沌信号的时频特性；处理器用于依据混沌信号获取感测矩阵。本发明在系统中添加了高斯白噪声的情况下也能有很好的恢复表现。

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种基于硅基微腔混沌的压缩感知装置。

背景技术

人类当前处于电子信息时代，信息传递的方式千变万化，应用领域无所不在，每天产生的信息量是非常巨大的。所以高效的压缩手段是缓解目前存储压力的有效途径。所以压缩感知问题的研究就显得尤其重要。如何实现更加快速的信号采集并能够有效的恢复原信号，也就成为当前社会关注的焦点。基于混沌矩阵的压缩感知方法对于高效率、高质量、高速度的信号处理具有重要意义。

压缩感知是压缩和采样稀疏信号的有效技术。它克服了奈奎斯特香农采样定理的局限性。压缩感知已在各个领域找到了广泛的应用，例如医学成像，地震学，信道编码，图像加密和视频压缩。实现压缩感知的主要方法有两种，即贪婪和凸优化算法。通常，凸优化算法比贪婪算法具有更高的精度。但是，它的速度比贪婪算法要慢。

现有技术在系统中添加了高斯白噪声的情况下不能有很好的恢复表现。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种在系统中添加了高斯白噪声的情况下也能有很好的恢复表现的压缩感知装置。

本发明提供一种基于硅基微腔混沌的压缩感知装置，所述压缩感知装置包括，可调谐激光器、光纤放大器、光纤偏振控制器、光学隔离器、快速光电检测器、电子频谱分析仪、数字示波器和处理器；

可调谐激光器和光纤放大器分别用于驱动硅基微腔；

光纤偏振控制器用于选择OM-PhC芯片的横向电偏振；

光学隔离器用于防止不必要的反射光；

电子频谱分析仪和数字示波器用于监视混沌信号的时频特性；

处理器用于依据混沌信号获取感测矩阵。

OM-PhC表示基于硅的光机械光子晶体。

进一步的，

所述处理器通过8位ADC量化混沌信号得到电压时间序列，并以200Mbit/s的速率对混沌信号采样，以相邻的采样点位于同一列的方式得到感知矩阵Φ。

进一步的，

所处处理器采用以下公式构建M×N感知矩阵Φ，

其中，σ是所使用的混沌信号的标准偏差。

进一步的，

所述处理器使用PSNR评估恢复的图像的质量，其中PSNR＝10*lg2552lg2552/MSE,MSE为图像的平方误差，MSE定义其中a和b分别代表图像的宽度和高度，P(i，j)是原始图像的灰度值，D(i，j)是重建图像的灰度值。

psnr是“Peak Signal to Noise Ratio”的缩写，即峰值信噪比，是一种评价图像的客观标准，

本发明的有益效果是：

1.硅材料芯片体积小更便于集成，能进一步提高压缩感知装置的集成化程度，小型化，提高压缩感知方法的高效性