【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理通信，具体涉及一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法。
技术介绍
1、随着第三次工业革命的深入发展，在许多实际应用中信息在存储和处理时,为达到采样率而需要大量的采样数据,从而导致采样硬件成本昂贵,获取效率低下，甚至在某些情况难以实现。2004年由candès等人提出压缩感知(compressed sensing,cs)技术突破传统的奈奎斯特采样定理，是一种基于信号稀疏性和可压缩性为前提的信息处理方法，从而实现信号的亚采样，可以节约模数转换器等硬件资源，大大降低数据传输代价。
2、压缩感知技术主要包括三个方面的关键技术，即原信号的稀疏化、测量矩阵的设计以及观测信号重构优化算法。经验证，实际中处理的大部分信号都可以通过相应的映射规则在某域进行稀疏表示，例如傅里叶变换，小波变换和离散余弦变换等等。信号的稀疏化是压缩感知的一个关键前提，而性能良好的观测矩阵的构建是压缩感知技术能否高质量重构出原始信号的关键，性能好的观测矩阵可以对信号以较少的观测值实现观测信号到原始信号的精确重构，同时也是决定压缩感知技术硬件设备实现的难易程度关键部分。
3、目前，学者们对压缩感知技术测量矩阵的构建及优化做了大量研究，测量矩阵主要分两类，一类是随机性测量矩阵，以高斯随机测量矩阵，稀疏随机测量矩阵，伯努利随机测量矩阵为代表，可以以较好的性能对信号进行测量并重构，但随机测量矩阵的生成具有极大的不确定性，意味着需要进行大量重复实验验证，另一方面计算复杂度高，硬件实现代价大。另一类则是实际应用较多确定性
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对经典的确定性及随机性测量矩阵重构信号性能不佳，不确定性大，硬件实现代价高等缺点，提出了内存消耗低且易于硬件加载的一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法。
2、本专利技术的第一方面，提出了一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，包括如下步骤：
3、步骤(1)、根据实际待采样信号的维度n，以及待采样信号的先验条件稀疏性k，确定测量矩阵φ的大小为m×n；
4、步骤(2)、根据测量矩阵φ的大小，利用logistic混沌系统生成长度为m+n-1的混沌伪随机序列xn；
5、步骤(3)、对混沌伪随机序列xn进行非线性变换，使其转换成序列值服从均匀分布的混沌序列yn；
6、步骤(4)、对均匀分布混沌序列yn通过符号函数进行映射，生成每个序列值具有统计独立同分布特性的二级性混沌序列zn；
7、步骤(5)、依据二级性混沌序列zn确定测量矩阵φ的第一列向量和第一行向量；
8、步骤(6)、根据托普利兹矩阵规则，测量矩阵的其余元素由边界元素循环复制填充，构造出最终的测量矩阵φ。
9、本专利技术的第二方面，提出了一种利用上述方法所构造的测量矩阵在压缩感知中的应用。
10、本专利技术的第三方面，提出了一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述构造方法。
11、本专利技术的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述构造方法。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
13、1、本专利技术方法构造出来的测量矩阵具有复杂动力学的混沌伪随机特性。由于测量矩阵中的每一个随机变元是混沌伪随机码序列产生的，即能够保证测量矩阵中的各个元素的出现具有随机性，从而为精确恢复原始信号提供保证。
14、2、本专利技术方法构造出来的测量矩阵在应用时进行的矩阵乘法能运用快速傅立叶变换(fft)，相对传统乘法，该方法的计算复杂度大大得以降低。
15、3、本专利技术方法中测量矩阵具有一定的确定性，仅需要在混沌系统满混沌映射下输入确定的输入参数即可得到所需的测量矩阵。
16、4、本专利技术方法中测量矩阵的随机变元均为混沌系统产生的双极性±1序列，易于在硬件电路中直接实现，有利于节省硬件的存储空间。
17、5、本专利技术方法构造出来的测量矩阵中每个随机变元具有独立同分布特性，且服从伯努利分布，极大概率满足rip限制等容限制，重构信号精度高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将待采样信号表示为一组稀疏基线性组合；选择与稀疏基不相干的另一组基对待采样信号进行压缩观测，所述另一组基则为所确定测量矩阵Φ。
3.根据权利要求1所述的一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(3)中，混沌伪随机序列xn根据下式转换成均匀分布的序列y1n：
4.根据权利要求1所述的一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将二级性混沌序列zn表示为：
5.根据权利要求1所述的一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(5)中，依据托普利兹矩阵规则，将步骤(4)得到的二级性混沌序列zn以步骤(5)确定第一列向量的随机变元和第一行向量的随机变元后，基于托普利兹矩阵规则将矩阵剩余部分依次填充，并乘以标量以保证测量过程中待采样信号
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法所构造的测量矩阵在压缩感知中的应用。
7.一种改进型Logistic混沌序列混合测量矩阵构造设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-5任一所述的构造方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-5任一所述的构造方法。
...【技术特征摘要】
1.一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将待采样信号表示为一组稀疏基线性组合；选择与稀疏基不相干的另一组基对待采样信号进行压缩观测，所述另一组基则为所确定测量矩阵φ。
3.根据权利要求1所述的一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(3)中，混沌伪随机序列xn根据下式转换成均匀分布的序列y1n：
4.根据权利要求1所述的一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将二级性混沌序列zn表示为：
5.根据权利要求1所述的一种改进型logistic混沌序列混合测量矩阵构造方法，其特征在...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。