本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知的聲頻信號(hào)處理及應(yīng)用　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：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(lèi)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(lèi)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～4.86kHz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(lèi)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(lèi)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,分別提出了基于發(fā)送端的壓縮感知抗丟包方法和基于接收端的壓縮感知抗丟包方法;模擬丟包狀態(tài)對(duì)兩抗丟包方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表示,兩方法均有較好的抗丟包效果,其中基于接收端的壓縮感知抗丟包方法效果尤其顯著,在丟包率為60%的情況下仍可以較好地恢復(fù)聲頻信號(hào)。
[Abstract]:In order to obtain audio signal data and to study its application in wireless transmission , two improved observation matrixes are designed . The results show that the two improved observation matrixes are suitable for the compression sampling of audio signals . The results show that the two improved observation matrixes have good anti - packet loss effect compared with the original observation matrix .

【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN912.3

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本文編號(hào)：1430795