基于壓縮感知的聲頻信號(hào)處理及應(yīng)用.pdf

1、壓縮感知理論的最終目的是要應(yīng)用于實(shí)際工程之中，以較少的采樣數(shù)據(jù)重構(gòu)出原始信號(hào)。而對(duì)于不同種類的信號(hào)，其適用的稀疏基、觀測(cè)矩陣和重構(gòu)算法是不同的。因此，本文將針對(duì)聲頻信號(hào)這一自然界中常見(jiàn)的信號(hào)對(duì)壓縮感知理論及其應(yīng)用展開(kāi)研究。
　　論文簡(jiǎn)要地介紹了壓縮感知理論的發(fā)展及其應(yīng)用，研究了稀疏基、觀測(cè)矩陣和重構(gòu)算法的基本概念及原理。著重研究了三類主要的觀測(cè)矩陣，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)隨機(jī)伯努利觀測(cè)矩陣和部分哈達(dá)瑪觀測(cè)矩陣提出了兩種改進(jìn)的觀

2、測(cè)矩陣;分別驗(yàn)證了兩改進(jìn)矩陣作為觀測(cè)矩陣的RIP性質(zhì)，并利用模擬時(shí)域稀疏信號(hào)進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)研究它們的性能;仿真結(jié)果表明，兩改進(jìn)觀測(cè)矩陣相比于它們的原型觀測(cè)矩陣，性能得到了改善。為了得到聲頻信號(hào)數(shù)據(jù)并研究其在無(wú)線傳輸過(guò)程中的丟包問(wèn)題，利用傳聲器、MSP430G2553單片機(jī)和nRF24L01無(wú)線模塊設(shè)計(jì)了無(wú)線聲信號(hào)采集系統(tǒng)，完成聲頻信號(hào)的采集及數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。
　　在實(shí)驗(yàn)部分中，根據(jù)采集到的聲頻信號(hào)（一段頻率范圍為27.5Hz～4.8

3、6kHz的鋼琴曲），研究了不同稀疏基對(duì)聲頻信號(hào)的稀疏化效果，分析得出聲頻信號(hào)適用的稀疏變換基;分析了各類觀測(cè)矩陣對(duì)聲頻信號(hào)的適用性，利用兩改進(jìn)觀測(cè)矩陣對(duì)聲頻信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)重構(gòu);結(jié)果表明，基于隨機(jī)序列的部分哈達(dá)瑪觀測(cè)矩陣對(duì)聲頻信號(hào)的觀測(cè)效果得到了顯著改善，且該矩陣在硬件上更容易實(shí)現(xiàn)，非常適合應(yīng)用到聲頻信號(hào)的壓縮采樣中;其次，分析研究了幾類重構(gòu)算法對(duì)聲頻信號(hào)重構(gòu)的效果，得出了聲頻信號(hào)適用的重構(gòu)算法。最后，針對(duì)聲頻信號(hào)無(wú)線傳輸過(guò)程中的丟包問(wèn)題，