1-比特压缩感知中的理论建模与重构算法

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jdwenge
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压缩感知理论是近年来信号处理领域热门的研究方向,其中,1-比特压缩感知是压缩感知的一个重要的研究分支。本文首先简要介绍压缩感知理论的基本知识,主要包括信号的稀疏表示,确定性观测矩阵的构造以及重构算法的设计和理论分析。然后着重介绍本文的三个主要工作:基于部分循环矩阵的Johnson-Lindenstrauss变换,带框架的1-比特压缩感知模型的理论分析,1-比特压缩感知贪婪算法的设计和数值仿真。  首先,近年来的研究表明,压缩感知中观测矩阵的限制等距性质(RIP)与Johson-Lindenstrauss变换是近似等价的。本文利用Golay序列生成了一个确定性的部分循环矩阵。通过对该矩阵添加随机扰动,构造了一个Johnson-Lindenstrauss变换。理论分析表明,本文构造的Johnson-Lindenstrauss变换的尺寸为m~O((∈)-2 log2 p),该量级与已知的Johnson-Lindenstrauss变换的最优量级m~O((∈)-2 logp)近似。值得指出的是,本文构造的Johnson-Lindenstrauss矩阵的随机因子的个数相比传统的Johnson-Lindenstrauss矩阵的随机因子的个数更少,因而更加实用。  其次,实际应用中由于很多信号本身并不具有稀疏性,但是可以被冗余的字典稀疏表示,因而考虑在冗余字典情况下信号的1-比特压缩感知重构就变成重要而实际的问题。文章首次对基于冗余框架下的1-比特压缩感知问题进行了建模并对模型进行了完整的理论分析。理论分析表明,要保证模型稳定所需的观测次数为m~O(s log(2N/s)),该量级与经典压缩感知的观测次数最优量级是相同的。值得指出的是,本文的证明手法与前人关于1-比特压缩感知模型的证明手法有本质的不同。利用本文的证明技巧,可以改进1-比特压缩感知现有的结果。  最后,针对1-比特压缩感知模型的特殊结构,本文设计了新的贪婪算法STrMP和STrMP-l1,理论分析保证了算法的有效性,值得一提的是,STrMP和STrMP-l1算法的子问题是一个无约束的凸规划问题。文章从各个方面将STrMP和STrMP-l1与现有算法进行了比较,具体包括:信号的信噪比(SNR),重构信号与原始信号支集间和符号间的误差,算法的抗噪声能力以及算法的执行速度。数值仿真表明本文提出的算法是快速有效的。
其他文献
该文用代数几何方法研究了隐代数曲面拼接的几何连续性和隐式样条问题.作者的工作是,完善了拼接一个隐代数曲面的判定条件;仔细研究了RC与RC的合理性,揭示了它与显式曲面微商
该文从计算经济学的产生、发展及现代研究方法中,看到该学科从产生至今50多年以来未应用形状数学描述方法进行讨论.在此,该文论证了计量经济学中引入形状数学描述方法的可能
学位
美术教育的育人功能是其他的学科中无法代替的,但当前美术教育现实可以说与我们想象的差距还很大,尤其在乡村基础教育中整个美术教育是严重缺失的,我在调查中发现美术教育在
学位
学位
该文着重讨论了存在相干源时基于均匀园阵的多源波达方向及其个数估计问题.通过对模型特征结构的分析和运用推广的空域平滑定理及加权子空间匹配方法,作者得出了一些有益的结
学位
该文按照春秋战国时期、魏晋时期,清代三个一脉相承的历史阶段论述了中国极限思想发展的整体情况.并对每个阶段与同期其它国家(主要是西方国家)的极限思想作了比较,来考察当
本文通过对荣华二采区10