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计算机辅助设计与图形学学报 2020年第8期32卷 1342-1348页

作者：贺绍琪崔建峰史文武申飞马铁华中北大学电气与控制工程学院太原030051

为解决分段弱正交匹配追踪算法在测量过程中难以获得高精度重构信号的问题,首先对以高斯矩阵为测量矩阵的传统SWOMP算法进行了分析,指出问题的关键在于高斯矩阵列相干性过大会影响残差信号的匹配过程,从而导致部分信号丢失,使重构精度下... 详细信息

为解决分段弱正交匹配追踪算法在测量过程中难以获得高精度重构信号的问题,首先对以高斯矩阵为测量矩阵的传统SWOMP算法进行了分析,指出问题的关键在于高斯矩阵列相干性过大会影响残差信号的匹配过程,从而导致部分信号丢失,使重构精度下降;然后,根据分析提出了一种基于部分哈达玛矩阵的分段弱正交匹配追踪(PH-SWOMP)算法,其中部分哈达玛矩阵根据偶数行抽取原则进行构造,可以显著降低测量矩阵的互相关性;最后,通过与传统SWOMP算法的图像重构对比仿真实验对PH-SWOMP算法性能进行了验证,其中传统SWOMP算法分别选取高斯矩阵、托普利兹矩阵等4种矩阵作为测量矩阵.仿真结果表明,在相同条件下,相比于传统SWOMP算法,PH-SWOMP算法信噪比最大提高了53.95%,相应的重构时间缩短了15.41%,具有更小的恢复残差以及更高的信号重构成功率.

关键词：压缩感知 SWOMP算法部分哈达玛矩阵测量矩阵

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压缩感知中高斯矩阵的优化研究

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计算机应用研究 2014年第12期31卷 3599-3602页

作者：程涛朱国宾刘玉安广西科技大学汽车与交通学院广西柳州545006 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023

为了优化高斯矩阵,对部分哈达玛矩阵与高斯矩阵的统计学参数作了对比分析,确定了导致部分哈达玛矩阵信号重构能力好的主要因素,并提出了高斯矩阵优化算法。验证了优化算法对不同规模高斯矩阵的通用性和有效性,确定了优化矩阵对各种稀疏... 详细信息

为了优化高斯矩阵,对部分哈达玛矩阵与高斯矩阵的统计学参数作了对比分析,确定了导致部分哈达玛矩阵信号重构能力好的主要因素,并提出了高斯矩阵优化算法。验证了优化算法对不同规模高斯矩阵的通用性和有效性,确定了优化矩阵对各种稀疏信号重构算法的适用性。最后对优化矩阵的性能作了初步的理论和实验分析,优化矩阵的信号重构能力可达到、甚至超过哈达玛矩阵。研究成果为测量矩阵的分析、设计和优化提供了新的思路和方法。

关键词：压缩感知测量矩阵部分哈达玛矩阵高斯矩阵优化矩阵

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去模糊计算关联成像测量矩阵的设计与优化

去模糊计算关联成像测量矩阵的设计与优化

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作者：李璐西北大学

学位级别：硕士

计算关联成像作为一种新型的成像方式,具有传统成像不具备的抗干扰性强的特点,近年来在水下成像、遥感成像中发挥着其独特的作用。在散射介质下的计算关联成像中,如水下计算关联成像,测量矩阵对成像效率和成像结果的质量都至关重要。本... 详细信息

计算关联成像作为一种新型的成像方式,具有传统成像不具备的抗干扰性强的特点,近年来在水下成像、遥感成像中发挥着其独特的作用。在散射介质下的计算关联成像中,如水下计算关联成像,测量矩阵对成像效率和成像结果的质量都至关重要。本文围绕存在散射介质的不同测量矩阵计算关联成像进行了研究,主要工作内容如下:1.通过比较散射介质中计算关联成像应用的不同的测量矩阵,研究了应用不同测量矩阵的成像速度和成像质量。通过选择最优化结构光测量矩阵方案,大大降低了计算关联成像中数据存储和计算的难度,提高了相应的成像效率,从而提高散射介质中计算关联成像的成像效果。2.提出一种散射介质中进行计算关联成像的模拟方案。通过对常见图像退化原因与实验成像结果进行理论分析,选取了高斯模糊模拟仿真在不同测量矩阵下的计算关联成像结果,极大方便了散射介质量化后对不同测量矩阵结果分析比较,从而进行优化设计。3.提出散射介质中计算关联成像的去模糊影响的方案。对散射介质计算关联成像的噪声成因进行分析,从多角度入手,在发射路径对测量矩阵进行优化设计,同时对成像结果中由于散射介质形成的模糊用生成对抗网络进行去除并取得了良好效果。本研究在散射介质、测量矩阵与计算关联成像的理论基础上,选择了部分哈达玛矩阵作为测量矩阵,在发射路径使用高斯模糊进行散射介质的模拟,设计了合理的散射介质的计算关联成像模型,极大地方便了散射介质下计算关联成像的仿真实验。同时研究了散射介质下的计算关联成像的优化,进一步提高了散射介质下计算关联成像的成像效果。

关键词：计算关联成像测量矩阵部分哈达玛矩阵散射介质高斯模糊

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基于混合压缩感知的路面信息监测系统研究

基于混合压缩感知的路面信息监测系统研究

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作者：李鹏飞长安大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国公路桥梁网络的不断完善,路面养护的任务也越来越重,将无线传感器技术运用到公路桥梁路面信息监测,在节省人力的同时,可以获得大量路面信息原始数据。不同于传统的数据压缩方法,压缩感知算法中数据压缩和采样同时进行,... 详细信息

近年来,随着我国公路桥梁网络的不断完善,路面养护的任务也越来越重,将无线传感器技术运用到公路桥梁路面信息监测,在节省人力的同时,可以获得大量路面信息原始数据。不同于传统的数据压缩方法,压缩感知算法中数据压缩和采样同时进行,从而可以减少无线传感器网络数据的采集量与发送量。同时,在将压缩感知理论应用于链式网络中时,节点不再是简单的转发数据,而是将本地数据加权值与接收数据相加的和转发给下一节点,在链式网络中各节点数据转发量相同,实现了链式网络中的能耗均匀。本文针对路面信息监测的实际需求,将无线传感器网络技术和混合压缩感知算法引入到了传统的路面信息采集中,探索更为实时有效、适应性更强、寿命更长的路面信息监测系统。本文的主要研究内容及创新点如下:(1)研发了面向路面信息监测的无线传感器网络,对于埋置在路面下的采集节点,重点满足了尺寸小、能耗低、自供电的要求;在数据传输中,设计了适合路面信息监测系统的链式拓扑结构;系统测试性能表明,当发射功率为1dBm时,埋置在沥青路面下的信息采集节点与汇聚节点通信链路质量相对良好,能够满足路面信息监测系统基本的数据采集要求。(2)介绍了压缩感知链式网络数据收集和混合压缩感知链式网络数据收集方法,在此基础上设计了基于混合压缩感知的路面信息监测系统,并对系统工作过程进行了分析。同时,对压缩感知理论应用于路面信息监测系统进行了深入研究,分析了路面温度数据在混合稀疏基下的稀疏性;对常用的测量矩阵和其改进的测量矩阵进行了研究,通过实验为系统选择了适合的测量矩阵;采用仿真比较的方法,对分段正交匹配重构算法中门限阈值进行了选取。通过实验仿真与结果分析,本文设计的基于混合压缩感知的路面信息监测系统能够实时的监测路面信息情况,并能够平衡网络节点的能耗,延长路面信息监测系统的寿命。

关键词：混合稀疏基路面信息监测托普利兹矩阵部分哈达玛矩阵分段正交匹配

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一种新的量测矩阵在压缩感知复数重构中的应用

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空军预警学院学报 2013年第1期27卷 11-15页

作者：李少东杨军裴文炯空军预警学院研究生管理大队武汉430019 空军预警学院三系武汉430019

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... 详细信息

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.

关键词：压缩感知量测矩阵部分哈达玛矩阵部分随机化哈达玛量测矩阵平滑0-范数法

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