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专利号: 2016109582825
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于压缩感知的FBG信号自适应修复方法,其特征在于:在该方法中,包括以下步骤:步骤一:采用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)结合互信息对FBG光谱信号进行自适应去噪处理;

步骤二:对降噪信号进行分段测试,将信号分为k段,通过计算各段信号与样本间的欧氏距离获取对应信号的样本库;

步骤三:采用K-SVD字典学习方法获得对应信号的自适应字典D;

步骤四:由之前分段测试获得的分段测量信号获取观测矩阵R与观测信号xi,i=1,

2,···,k;

步骤五:用改进的稀疏度自适应正则化正交匹配追踪(Improved  regularized orthogonal matching pursuit,ISAROMP)算法对观测信号进行重构,以获取完整的重构信号;

在步骤五中,所述改进的稀疏度自适应正则化正交匹配追踪(Improved regularized orthogonal matching pursuit,ISAROMP)算法对观测信号进行重构,自适应体现在无需已知信号的稀疏度,通过设置的阈值自适应选取原子,快速获得精确的重构信号,具体包括以下步骤:

1)加入调节系数α,改进logistic回归函数,如下式所示:Tn=1/(1+α·e-n)

式中n为迭代次数,Tn为迭代第n次的阈值,α为调节系数,在(0,1]范围内取值,通过调整α的值改变阈值变化趋势,选择合理的α能使重构精度与运算时间达到较好的折中效果,筛选原子的原则如下式所示:|ui|≥Tn·max|uj|

其中,max|uj|为测量矩阵A与初始残差的内积的最大值,|ui|为残差与测量矩阵的内积,A=R·D,i,j∈J0;

2)对阈值合理性进行验证,分两大类情况进行讨论,具体如下:

a.当前阈值范围内有原子选出,则进行正则化之后选出匹配原子更新支撑集;

b.当前阈值范围内无原子选出,此时判断残差是否大于设定阈值,又分如下情况进行讨论:(a)若残差大于设定阈值,则判定当前阈值不合理,此时选出与残差相关系数最大的原子,继续迭代;

(b)若残差小于设定阈值,则终止运算,输出稀疏向量

2.如权利要求1所述的基于压缩感知的FBG信号自适应修复方法,其特征在于:在步骤二中,所述获取对应信号的样本库,首先对降噪信号进行分段测试,每段信号缺损数据的长度不能大于该段长度的50%或以上,具体范围根据实际情况做调整,以保证信号获得精确恢复;考虑到缺损信号与样本信号不能直接进行欧氏距离的计算,因此在采集程序中,设定当前时刻无数据输入时对应的位置为FBG中心波长值,从而能以采样信号为初始中心,计算样本信号与中心的欧氏距离;且每填充一个样本,计算出新的中心,直到达到设定的样本库大小,从而获得对应信号的样本库。