基于压缩传感的CMOS图像传感器电路研究

压缩传感信号采样理论,将信息获取的技术问题从采样端转移到接收端,并使采样率很低的信号能被精确重建.与压缩传感技术不断完善的理论研究相比,其硬件结构实现更是研究的新方向.本文提出了一种基于压缩传感的CMOS图像传感器硬件电路结构,在模数转换前实现了图像的同时传感并压缩,可用于超高速成像.该结构采用1.8V0.18μm CMOS工艺实现,帧率可达每秒几万到几十万帧,适合于压缩传感的应用.     

压缩传感在电能质量扰动信号分析中的应用

针对电能质量扰动信号分析中, 传统信号处理方法存在采样数据量极大、 采样时间长、 压缩时浪费采样资源等问题, 将压缩传感（CS: Compressed Sensing）应用于电能质量扰动信号分析中。实现了采样与压缩同时完成, 极大地降低了采集的数据量和采样速率。通过对压缩传感的过完备字典设计, 实现了压缩传感同时检测多个电能质量扰动信号, 以及压缩传感对信号在一维、 二维上的重构, 并对重构的电能质量扰动信号进行分析。实验结果表明, 与传统的电能质量扰动信号处理方法相比, 该算法在采样数据量、 重构效果方面都有很大提升, 得到的重构信号误差更小, 对信号的分析更准确。     

基于压缩传感的全息图压缩研究

提出将压缩传感理论用于数字全息图的压缩研究.研究了2种不同变换域对全息图稀疏化的影响,针对全息图的特点选取合适的稀疏域,然后根据压缩传感理论直接获取图像的压缩表示,最后利用得到的压缩数据采用2种不同算法重构全息图并对比其重构效果.实验证实这种压缩方法是可行的,并且在傅里叶稀疏域下使用正交匹配追踪(OMP)重构算法能获得1.5%的压缩率.     

基于 ＬＺＷ 算法的高负荷光栅传感网络数据分块无损压缩方法

为提高光栅传感网络数据分块压缩效果,设计了基于 ＬＺＷ 算法的高负荷光栅传感网络数据分块无损压缩方法。 在构 建存储结构模型的基础上,提取高负荷光栅传感网络数据的关联谱特征量,经数据分块融合处理后,结合参数多分辨重构方 法实现对数据的分块加窗处理,并根据窗函数检测结果构建特征压缩子空间调度模型?在均衡的窗口中,采用多尺度的 ＬＺＷ 算法实现对高负荷光栅传感网络数据的特征分解和分块压缩。 仿真结果表明:该方法分块融合匹配能力较强,有效提高了数 据的存储空间。     

基于OMP方法的语音信号重构

压缩传感是近年来的研究热点,本文简单阐述了压缩传感（CS）的理论框架,在研究Orthogonal Matching Pursuit（正交匹配跟踪）算法的基础上,探索了其在信号稀疏分解中的应用,实验结果表明基于OMP算法的语音信号稀疏分解具有较好的重建精度。     

基于LZW算法的高负荷光栅传感网络数据分块无损压缩方法

为提高光栅传感网络数据分块压缩效果,设计了基于LZW算法的高负荷光栅传感网络数据分块无损压缩方法。在构建存储结构模型的基础上,提取高负荷光栅传感网络数据的关联谱特征量,经数据分块融合处理后,结合参数多分辨重构方法实现对数据的分块加窗处理,并根据窗函数检测结果构建特征压缩子空间调度模型;在均衡的窗口中,采用多尺度的LZW算法实现对高负荷光栅传感网络数据的特征分解和分块压缩。仿真结果表明:该方法分块融合匹配能力较强,有效提高了数据的存储空间。     

传感数据世系的有效压缩传输与查询方法

为了有效地分析传感器网络应用中产生数据异常的原因并形成追溯链,该文提出一种基于感知压缩和列存储理论的传感数据世系压缩传输、存储与查询(Compressed propagating storing and querying of sensor data lineage,CPSQSDL)方法。论文分析被感知事件的传感数据世系之间蕴含有时间、空间相关关系,设计了一种适合传感数据世系压缩感知的随机投影观测矩阵,保证CPSQSDL方法具有近似k-term的最优恢复误差。论文对压缩世系进行了形式化定义,给出了近似世系查询算法,形式化证明了压缩世系的恢复误差边界,并在真实数据集上通过实验验证了此方法的有效性。     

基于压缩传感的图像哈希水印算法研究

现有基于图像内容的水印算法在鲁棒性和篡改检测方面存在不足,提出了一种基于压缩传感的图像哈希水印算法。该算法利用压缩传感对图像进行随机投影,得到的压缩测量值作为图像内容特征,通过HMAC(Hash-based Message Authentication Code,基于哈希的消息认证码)算法生成图像摘要,并以水印的方式嵌入到原始图像中;认证时,提取图像中的水印,并对认证图像进行压缩传感随机投影,得到原始图像和认证图像的摘要,通过摘要对比,实现图像认证和篡改检测。仿真实验表明,该方法不仅具有较强的鲁棒性和安全性,还具有较好的篡改检测能力。     

无线传感网中基于压缩感知的高效数据传输方案

传统的无线传感网技术中,数据源节点将采集到的原始数据序列直接传送给中间转发节点进行处理,因此当需采集的数据序列很长或者数据源节点的数目很多时中间转发节点需处理的数据量非常大。为此,基于近年来发展迅速的压缩感知理论,本文将压缩感知技术应用于无线传感网,提出一种新型高效的数据采集传输方案。采用系统所需存储转发寄存器的容量、节点耗能、时延来衡量无线传感网的网络性能。仿真结果表明,压缩感知理论可在近乎完美地重建信号的前提下有效地减少处理的数据量进而降低对硬件的要求并改善无线传感网网络性能。     

传感数据起源信息的多粒度标注与多分辨压缩

为了有效地追溯传感器网络中传感数据的生成与处理历史,提出一种面向无线传感器网络数据重发布的数据起源生成及传播方法.根据传感网数据起源特点分析了3种不同粒度起源的创建和传播.提出mgp-SQL语句实现了查询传播意义上起源的多粒度化;为降低传感网对起源信息的传输成本和存储成本,提出了一种基于离散小波分解理论的多分辨率起源压缩方法;根据传感网络起源信息的生成和发布的过程,结合上述2种技术实现了传感数据起源追溯算法MMPQ.真实数据及合成数据上的测试实验证明,MMPQ可以在查询过程中灵活调节压缩比率,生成适当分辨率的起源标注并高效存储.     

基于小波框架的有限角度CT重建算法

针对有限角度CT重建问题,结合压缩传感相关理论,提出了基于小波框架的有限角度CT迭代重建算法．该算法利用小波框架的冗余性及框架系数稀疏性原理,首先建立了小波框架图像重建模型,通过共轭梯度法求解投影方程,得到重建图像,然后通过分裂Bregman迭代法对重建图像的小波框架系数进行阈值收缩,减小图像L1范数,提高重建精度．实验结果表明在有限的投影数据下该算法重建出的图像内部结构边缘清晰,对比度高,重建误差低,对噪声有一定的抑制作用．     

基于稀疏采样的无线多媒体传感网图像压缩算法

为解决无线多媒体传感网存在的网络能耗高、节点性能低以及存储空间小等问题,结合WMSNs的特点引入压缩感知技术,提出了一种基于傅里叶域稀疏采样的分布式多媒体传感网图像压缩算法。该算法考虑多传感器节点的协作性,实现了图像在傅里叶域上的分块自适应压缩采样与传输。通过公开图像数据集中与现有的其他分布式压缩感知算法的仿真对比实验,表明了所提算法不仅能够有效降低重构误差、提高重构图像的质量,而且能更好地适合WMSNs网络低能耗的应用要求。     

基于Curvelet稀疏和共轭梯度法的压缩传感图像重构

压缩传感以低采样率、抗干扰性强等特点备受关注。在图像能够稀疏表示的先验条件下,可以通过较少的随机投影,就能对原始图像进行精确重构。本文将Curvelet阈值收缩和共轭梯度相结合进行压缩传感重构,克服了正交小波方向选择性差,传统重构算法需要内存大、收敛速度慢、重构图像的细节与平滑不能兼备的缺点。实验结果表明,该算法提高了重构图像的峰值信噪比,加快了收敛速度,平衡了图像的细节与平滑成分。     

网络化无线粮情测控系统通信传输节能的研究

本文采用偶数位标记编码算法对网络化无线粮情测控系统传感节点的传输数据进行压缩,减少传输数据所占的字节数,降低传感节点通信中的能量消耗及存储开销,提高了系统的传输可靠性。通过抽样数据验证,此方法可使传感节点通信传输能量降低率在30%-70%范围内,随采集数据数的不同而变化,节能效果明显。     

一种新的分块压缩传感图像重建算法

针对传统压缩传感一次性随机测量整幅图像所导致的存储量大、重建时间长等问题,提出了一种新的分块压缩传感重建算法.首先,将图像分割成一系列子块,分别将每个子块的所有列向量首尾连接起来构成原始信号;其次,将该信号经过稀疏变换后投影到观测矩阵上得到对应的观测值,再利用优化方法从这些观测中重建出信号;然后,分类每个重构子块的活动...     

基于压缩传感理论的彩色图像去马赛克

利用目前最新的压缩传感理论在信号恢复方面的优势,本文提出了一种新型彩色图像去马赛克算法.首先,为了满足压缩传感的约束等距性条件,采用随机马赛克模式得到原始数据;然后把彩色图像去马赛克问题转化为基于压缩传感的信号恢复问题,并充分考虑彩色图像RGB通道的相关性,建立彩色图像的扩展联合稀疏表示模型;最后采用基追踪(BP)算法求解去马赛克问题,得到恢复的真彩色图像.实验证明,本算法能有效减少传统算法恢复图像中出现的锯齿现象,所得到的彩色恢复图像具有更好的视觉效果.客观评价结果显示,本文算法结果的峰值信噪较基于双线性插值和基于梯度等传统算法的结果有明显提高.实验结果验证了本文算法的优越性,显示算法具有重要的应用前景.     

新型扭转准零刚度的振动角度传感系统

针对工程实践中绝对振动角度难以直接测量的问题,提出了一种带有凸轮滚珠装置的新型扭转准零刚度的振动角度传感系统。依据传感系统的结构特点,分析了其测量机理;在静力学分析的基础上,建立了传感系统的非线性动力学模型;采用谐波平衡法研究了压簧预压缩量、阻尼比和被测信号幅值对动态测量性能的影响。数值仿真结果表明,即使压簧预压缩量有4%的误差,对于相应线性系统固有频率0.3倍频以上的小幅振动,实时测量误差仍然可以控制在3%以内。该系统可以为诸多振动控制问题提供一个方便、廉价、直接、精确的扭振状态测量方案。     

煤岩破裂过程CT图像的分形描述

为实时观测煤岩细观破坏过程,采用中国矿业大学(北京)国家重点实验室工业CT检测系统,对煤岩单轴压缩破坏过程进行了CT扫描试验.利用分形理论对煤岩破坏过程CT图像进行分析,得到煤岩试样CT图像裂纹损伤扩展破裂过程的分形维数,计算结果显示CT图像计盒维数随应力的变化趋势与煤岩单轴压缩试件应力-应变曲线趋势吻合.研究结果表明,用半型高斯函数能够较好地描述煤岩试样在单轴压缩荷载作用下计盒维数随荷载的变化规律.     

一种差分分布式压缩感知视频编解码器

分析了分布式信源编码理论和分布式压缩感知理论,应用差分编码思想到分布式压缩感知视频编解码器,采用差分联合稀疏模型(DJSM),设计并实现了一种差分分布式压缩感知视频编解码器(DDCS-VC);它具有结构简洁,实现复杂度较低,码流可分级传输等特点,可广泛应用与无线传感网或泛在网络中的多点分布式视频应用场合。     

基于压缩传感的混沌二相码雷达成像

压缩传感系统利用信号稀疏表示的先验知识,能从少量的观测值中重构原始信号。由于混沌相位编码信号是一种伪随机码,其越来越多地应用在雷达领域。本文将压缩传感理论应用到混沌二相码雷达系统中,将成像问题转化为字典选择问题来处理,对接收的回波进行线性投影来降低采样频率,通过最小化光滑0范数重构成像。实验结果表明,本文方法在有效降低采样频率的基础上,获得了较高质量的成像效果,并且对噪声具有一定的自适应性。