基于近似消息传递的小波域图像压缩感知

针对现有的基于近似消息传递的图像压缩感知算法需要构建大尺寸观测矩阵的问题,研究基于近似消息传递的小波域图像压缩感知算法。为了克服逐列观测、逐列重构的传统变换域压缩感知方案隔断图像列与列之间相关性的缺点,提出了一种基于图像行列相关性的小波域压缩观测方案。进而,基于近似消息传递设计了一种适用于在稀疏度未知的情况下重建小波系数的压缩感知重构算法,结合图像小波系数的结构化稀疏特性与近似消息传递,实现了小波域图像压缩感知重构。实验结果表明,与现有算法相比,本文提出的基于图像行列相关性与近似消息传递的小波域图像压缩感知算法具有更高的重建图像质量与更快的图像重建速度。     

基于非下采样contourlet变换的压缩感知图像重建

受传统采样定理限制,直接从信号采集系统得到高分辨率图像较困难,且信号获取过程会导致大量的采样数据.压缩感知理论指出可用特定测量矩阵将高维信号投影到低维空间上,求解数值优化问题准确重构原始信号,突破了传统采样定理的限制.传统压缩感知图像重建算法对所有系数测量,需进行多层小波变换保证图像质量,且小波捕捉方向信息有限,重建图像质量较差.故此提出采用非下采样contourlet变换(NSCT)做信号稀疏变换,并针对变换系数的特点,选择性的对系数测量,利用正交匹配追踪算法进行重构.实验结果表明,仅用单层NSCT变换可重建出高质量图像,克服传统算法需进行多层小波变换的缺点,降低采样和存储的数据量且重建的图像质量得到极大提升.     

基于压缩感知的MIT图像重建方法

针对目前磁感应成像技术(MIT)的图像重建质量存在精度较低的问题,提出了一种基于压缩感知原MIT图像重建方法.将MIT系统电压数据的采集过程视为压缩感知的线性测量过程,通过对灵敏度矩阵进行补零拓展和行向量随机重组操作重新设计了测量矩阵;采集到的电压向量也用相同的方式处理,作为压缩感知的测量信号.然后利用压缩感知信号重构算法恢复原始信号.最后进行了仿真实验,实验结果表明,利用本方法获得的重建图像误差和相关系数比传统图像重建算法要好.由此可见,这是一种精度较高的MIT图像重建方法.     

稀疏线性预测字典在语音压缩感知中的应用

压缩感知理论框架可以同时实现信号的采样和压缩,将压缩感知应用于语音信号处理是近年来的研究热点之一.本文根据语音信号的特点,采用K-SVD算法获得稀疏线性预测字典,作为语音信号的稀疏变换矩阵.高斯随机矩阵用于原语音信号的采样从而实现信号的压缩,最后通过正交匹配追踪算法(OMP)和采样压缩匹配追踪算法(Co Sa MP)将已采样压缩的语音信号进行信号重构.实验考察了待处理语音信号帧的长度、压缩比,稀疏变换字典以及压缩感知重构算法等因素对语音压缩感知重构性能的影响,结果表明,基于数据集训练的稀疏线性预测字典相比传统解析构造的离散余弦变换字典,对语音的重构性能具有0.6 d B左右的提升.     

基于块对角结构的语音信号盲压缩重构

为在复杂环境中提高语音信号的重构精度, 提出基于正交块对角结构的语音信号盲压缩重构算法, 通过最优求解找到一组对应的正交块对角变换基及稀疏矩阵, 利用二者乘积实现语音信号压缩重构。该算法确保盲压缩感知理论具有唯一解, 能从复杂的环境中恢复原始语音信号, 具有更强的自适应性, 在保证听觉效果的同时, 大大降低了观测维度。实验结果表明, 基于正交块对角结构盲压缩感知(OBD-BCS: Orthonormal Block Diagonal Blind Compressed Sensing)算法能高质量恢复语音信号原始结构。     

基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

基于EMD的语音信号压缩感知算法

文中将压缩感知理论和经验模态分解方法(empirical mode decomposition,EMD)相结合,用于语音信号压缩上,提出了一种基于EMD的语音信号压缩感知算法。首先用EMD将语音信号分解,可得语音信号的本征模函数信号分量。然后仿真实验模拟EMD分解的过程,并验证本征模函数信号分量的稀疏性。最后结合压缩感知理论基础分别对各个信号分量进行观测抽样,以实现语音信号的压缩。由仿真实验结果可知,语音信号经EMD分解后得到的信号分量在DCT域上较原始语音信号有更好的稀疏性,并且将该算法压缩重构还原出的信号与常规的基于DCT的压缩感知算法以及基于近似KLT的压缩感知算法相比较有更高的平均信噪比,重构性能更佳。     

基于DCT-CS和ATC的联合信源信道编码

提出了一种基于离散余弦变换的压缩感知(DCT-CS)编码与非对称Turbo码(ATC)的联合信源信道编码方法.该法将分块图像依据信号的自然属性和视觉特性先进行DCT变换,再按Zigzag扫描,并用压缩感知进行压缩,最后与非对称Turbo码结合实现了自适应图像压缩传输的联合信源信道编码-实验仿真结果表明:根据不同的无线信道环境自动采取不同的图像分块大小和压缩感知测量数以及非对称Turbo码类型,能够达到图像的传输速率和重建质量的优化平衡.     

基于因子图的迭代信道估计与译码算法

针对频率平坦-时间选择性瑞利衰落信道下的数据检测问题,提出一种基于因子图与消息传递的联合迭代信道估计、符号检测与译码算法.对信息符号与信道系数的联合后验概率分布建立因子图模型,应用和积算法进行迭代消息传递,计算信息符号与信道系数的边缘概率分布.其中利用高斯参数化近似信道系数的连续概率密度函数,并结合前向-后向递归算法对信道系数进行迭代估计.仿真结果表明,在归一化多普勒频移分别为0.005和0.020的衰落信道下,该算法的误码性能与信道估计精度均优于传统的信道估计与译码算法.      

基于隐马尔可夫模型与并行模型组合的特征补偿算法

提出了一种基于隐马尔可夫模型和并行模型组合的特征补偿算法.首先,利用一个包含较多状态的隐马尔可夫模型来描述全部单词特征向量的分布.然后,根据静音段估计的噪声均值和方差,采用并行模型组合方法调整隐马尔可夫模型的均值向量和协方差矩阵,使之与识别环境相匹配.最后,根据基于状态转移矩阵压缩的前向后向算法计算隐马尔可夫模型的后验概率,并通过最小均方误差准则估计纯净语音特征向量.实验结果表明,该算法能够更加准确地估计纯净语音特征向量,其性能明显优于基于高斯混合模型的特征补偿算法;状态转移矩阵压缩算法可以在不影响补偿精度的前提下,显著减少前向后向算法的计算量.     

基于信号空间压缩感知算法的机械故障诊断

为了解决压缩感知（CS）重构算法通过重构稀疏系数求解原始信号的重构精度不高的问题,提出一种基于信号空间的压缩采样匹配追踪算法。首先在冗余字典中求解原始信号的最优表示空间,然后在最优表示空间中利用迭代算法直接求解原始信号,最后以轴承故障振动信号为例进行实验验证。结果证明本文算法提高了信号的重构精度,可以为增强机械振动信号的故障检测能力提供依据。     

基于听觉模型的自相关谱语音信号的重构

研究如何从听觉模型的自相关谱中恢复出原始的声音信号.从短时自相关函数中得到原始信号的傅立叶变换的幅度值,然后利用迭代算法仅从傅立叶变换的幅度值中恢复语音信号.     

基于小波变换的图像零树压缩感知方法

稀疏性是压缩感知的前提,然而,自然图像通常不是稀疏的,因此对图像直接应用压缩感知算法很难取得高压缩效率.针对图像信号,将编码思想融入压缩感知理论,提出一种简单有效的零树压缩感知方法.该方法先利用零树思想辅助压缩感知测量,在得到测量值的同时编码重要系数的位置;然后提出零树追踪重构算法,通过精确解码重要系数位置来重构原始图像小波系数,提高重构精度.实验结果表明,相比于现有匹配追踪算法和EZW算法,本文方法有更高的压缩比和更好的图像重构质量.     

语音压缩感知及其重构算法

在研究语音信号在小波域的稀疏性的基础上,提出双正交小波变换的方法,与一维小波变换方法相比稀疏度提高10%～25%.此外,提出基于自适应次梯度投影算法(ASPM)进行压缩感知(CS)语音信号重构的方案.ASPM算法首先根据压缩感知重构模型建立包含稀疏重构信号并具有随机属性的凸集,然后运用次梯度投影的思想将该凸集的投影转化...     

基于语音稀疏性的频域声回波对消算法研究

本文提出一种新的基于语音稀疏性的频域声回波对消算法.新算法首先利用短时傅里叶变换(STFT)将远端和近端信号变换到时频域,然后基于语音在时频域具有近似稀疏分布的特点,将远端信号每个时频单元与预先设置的高低能量门限进行比较,判断相对应的近端信号的时频单元信噪比高低,进而决定频域自适应滤波器权系数的调整方式,最后在频域完成回波抵消.本文所提新算法与NLMS算法、DLMS算法相比,具有计算量小、适应环境变化能力强、不需要双端话音检测等优点.     

改进的子波过零电子耳蜗语音编码策略

提出改进的倍频程小波过零刺激方案(WZCS),以改善电子耳蜗语音编码策略的性能.在语音信号倍频程小波变换域的过零点通过幅度调制合成刺激脉冲,并基于Matlab对该算法和连续间隔采样(CIS)、通道专用采样序列(CSSS)、频率幅度联合调制编码(FAME)等编码策略进行仿真,将合成信号与原始语音、合成信号频谱与原始语音频谱进行了相关性分析.仿真结果表明,WZCS算法合成信号的频谱与原始语音信号的频谱相关系数最大,WZCS算法合成信号频谱与原始语音最为相关,且相关显著,即与其他算法相比其保留了原始语音信号的更多频率和相位成分.     

基于短时谱估计的语音增强改进算法

语音在传输过程中受到来自周围环境、传输媒介等的干扰是不可避免的,这些干扰会严重影响语音接收时的质量,导致收到的语音信号不再是原始的纯净语音信号,而是带有各种干扰噪声的语音信号,这不仅影响语音的收听质量,也给后续的语音处理带来了一定的影响.因此对语音进行增强不可或缺.大部分传统的语音增强算法仅仅只通过改变语音的幅度,再叠加上原始的语音相位或者仅调整语音的相位再和未改变的幅度叠加来实现语音信号重建从而增强语音.本文提出了一个通过既改变语音信号的幅度又改变其相位的语音增强算法.通过使用客观语音质量测评(PESQ)和语谱图对用不同方法增强后的语音进行比较,验证了用本文方法得到的增强语音质量更佳.     

语音信号中相位信息的听觉感知研究

通过主观听觉测试实验，研究了语音信号中相位信息对人的听觉感知的影响．实验结果表明，保持语音信号的幅度谱不变，在改变其相位谱时，只要重建信号在时域中的包络不变，重建语音和原始语音就不存在主观听觉上的差异．重建语音的听觉感知效果主要取决于附加相位对频率的导数的起伏幅度．重建语音中不同频率分量之间的最大相对时移决定语音感知的质量，当最大相对时移小于10ms时，语音感知质量最优；只要相位失真带来的不同频率分量之间的最大相对时移小于20ms，就不会影响对连续语音的正常理解．     

基于压缩感知和优化算法的欠定盲源信号分离

针对目前欠定盲源信号分离在源信号不充分稀疏的情况下分离精度较低的问题,提出一种基于压缩感知和优化算法的欠定盲源信号分离方法.首先分析了欠定盲源信号分离和压缩感知问题的等价性,并建立基于压缩感知的欠定盲源信号分离的数学模型;然后以分离信号的稀疏性和互相关性来建立目标函数,并通过使用压缩感知和优化算法来实现欠定盲源信号的分离;最后对语音信号进行了仿真实验.实验结果表明,在源信号不充分稀疏的情况下,利用这种方法得到的分离信号与源信号的平均相似系数为0.990 3,由此可见这种方法是一种有效的、分离精度较高的分离方法.这也为欠定盲源信号分离问题的研究提供了一种新的途径和手段.     

基于变步长子空间追踪的DCT域非均匀采样图像重构

压缩感知是一种充分利用信号稀疏性的全新的信号采样理论。如何从采样得到的低维数据中高效地恢复出原始的高维数据是压缩感知理论的一个关键研究问题。本文基于图像二维离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)系数的分布特性,研究图像DCT域非均匀压缩采样,并在子空间追踪(Subspace Pursuit,SP)算法的基础上,提出一种变步长SP算法,用以实现压缩感知图像的快速重构。该算法自适应地设置图像DCT系数矩阵中不同列向量的采样率,将有限的采样值尽可能地分配给高幅值系数较集中的列向量。在重建DCT系数列向量时,动态调整不同子空间内的原子搜索步长,在高幅值系数集中区域对应的原子子集中进行小步长密集搜索,而在其它原子子集中进行大步长快速搜索。实验结果表明,与基于SP算法的DCT域均匀采样图像重构算法相比,本文提出的基于变步长SP算法的DCT域非均匀采样图像重构算法在图像重构精度与重构算法运行时间方面均具有明显优势。