学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

压缩感知算法及其在矢量量化中的应用

作　者: 普晶晶
导　师: 赵生妹
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 压缩感知 压缩感知重建算法 矢量量化
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 150次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


压缩感知理论是近几年出现的集采样、压缩和编码与一起的新型信号处理方法。它突破了奈奎斯特采样定理,利用很少量的采样值,通过求解凸优解,获得原始信号高概率精确重构。由于其特性,现被广泛地应用于语音、图像等诸多实际应用中。本文研究压缩感知重建算法及其在神经网络矢量量化中的应用。论文首先描述了压缩感知的基本理论,通过数值仿真方法,分析了压缩感知的几种重建算法,其中包括贪婪算法中的正交匹配追踪算法(OMP)、正则化的正交匹配追踪算法(ROMP)、子空间匹配追踪算法(SP),凸优化算法中的梯度投影算法(GPSR)、硬迭代阈值算法(IHT)、平滑l 0范数算法(SL0)以及非凸算法中的迭代重新加权算法(IRLS),比较了各种算法的性能。结果表明:SL0算法和IRLS算法在重构精度方面明显优于其他算法,其次是SP算法,再次是ROMP和OMP,最后是GPSR和IHT算法。当采样率为0.9时,以标准Lena图像为例,SL0算法和IRLS算法两者重构图像的峰值信噪比(PSNR)大于45dB,SP算法接近40dB;就重构时间而言,IHT算法最优,同等条件下,它需要时间最短,明显低于其他压缩感知重建算法。然后论文探讨了压缩感知在神经网络矢量量化中的应用。矢量量化是一种有效的有损压缩技术,当压缩比大时,图像质量恢复就会不理想。通过将压缩感知理论应用于神经网络矢量量化,可以大幅度提高在压缩比大时图像的恢复质量。论文把压缩感知理论应用于神经网络矢量量化,从小波层数和测量数分析了不同的压缩感知重建算法,如OMP、GP、SP、IRLS、SL0、GPSR,对神经网络矢量量化的图像恢复质量和恢复时间的影响,通过数值仿真手段,获得了基于压缩感知神经网络矢量量化的最优方案。结果表明:在单层小波变换时,利用压缩感知技术,可使lena图、girl图、couple图的神经网络矢量量化图像质量(PSNR)分别提高6-7dB,3-4dB左右和1dB以下;两层小波变换时,可提高3-4dB,1-2dB和1dB以下;且在同等条件下,GPSR算法重构质量好与其他算法,所用时间也少与其他算法。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-10
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 论文主要内容  9-10
第二章 压缩感知理论  10-19
  2.1 压缩感知理论框架  10-13
    2.1.1 压缩感知与传统编解码区别  10-11
    2.1.2 压缩感知数学模型  11-13
  2.2 压缩感知关键要素  13-17
    2.2.1 稀疏字典  13-14
    2.2.2 测量矩阵  14-16
    2.2.3 压缩感知重建算法  16-17
  2.3 本章小结  17-19
第三章 压缩感知重建算法及性能分析  19-42
  3.1 贪婪算法（OMP、ROMP、SP）  19-28
    3.1.1 贪婪算法介绍  19-20
    3.1.2 OMP 算法步骤及性能仿真  20-22
    3.1.3 ROMP 算法步骤及性能仿真  22-25
    3.1.4 SP 算法步骤及性能仿真  25-28
  3.2 凸优化（GPSR、IHT、SL0）算法  28-37
    3.2.1 凸优化算法介绍  28
    3.2.2 GPSR 算法步骤及性能仿真  28-30
    3.2.3 IHT 算法步骤及性能仿真  30-33
    3.2.4 SL0 算法步骤及性能仿真  33-37
  3.3 非凸算法(IRLS)  37-40
    3.3.1 非凸算法介绍  37
    3.3.2 IRLS 算法步骤及性能仿真  37-40
  3.4 以上算法性能对比  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第四章 压缩感知在矢量量化中的应用  42-57
  4.1 矢量量化编码  42-43
  4.2 压缩感知与矢量量化  43-44
  4.3 仿真与分析  44-56
    4.3.1 小波层数不同的仿真与分析  44-52
    4.3.2 测量数不同的仿真与分析  52-55
    4.3.3 重构所用时间分析  55-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 全文总结  57-59
  5.1 全文总结  57-58
  5.2 下一步工作  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63

相似论文

  1. 基于重叠变换与矢量量化的图像压缩算法及应用研究,TN919.81
  2. 语音信号的压缩感知研究及其在语音编码中的应用,TN912.3
  3. 压缩感知在无线通信网络异常事件检测中的应用研究,TN929.5
  4. 基于随机矩阵理论和压缩感知的合作频谱感知技术研究,TN925
  5. 压缩感知中信号重构算法的研究,TN911.6
  6. 基于压缩感知的认知无线电频谱检测技术及其研究,TN925
  7. 压缩感知在无线传感网中的应用研究,TN929.5
  8. 量子粒子群算法研究及其在图像矢量量化码书设计中的应用,TP301.6
  9. 基于压缩感知的语音信号编码技术研究,TN912.3
  10. 无线传感器网络中视频编码的跨层优化研究,TN919.81
  11. 无线传感器网络中分布式压缩感知关键技术,TN929.5
  12. 基于压缩感知的多径信道估计及其研究,TN925
  13. 基于压缩感知的语音稀疏基和投影矩阵构造技术的研究,TN919.8
  14. 基于稀疏表示的语音信号的最佳投影与其重构技术的研究,TN912.3
  15. 宽带无线通信中基于压缩感知的信道估计研究,TN92
  16. 蜂窝网络中基于流量预测的节能关键技术研究,TN929.53
  17. 基于压缩感知的信号恢复算法研究,TN911.7
  18. 基于压缩感知的分布式视频编码技术研究,TN919.81
  19. 认知无线网络中宽带压缩频谱感知关键技术,TN925
  20. 压缩感知算法及其在超宽带信道估计中的应用研究,TN925

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
© 2012 www.xueweilunwen.com