基于优化分类的机械振动信号压缩感知 被引量：5

1

作者 王强 张培林 +2 位作者 王怀光 吴定海 张云强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第14期86-93,共8页

针对复杂机械振动信号压缩感知过程中存在的稀疏字典构造困难问题,提出了基于QPSO分类的自适应稀疏字典构造方法。该方法根据信号的分割尺度,将信号进行分块,并利用每一信号块的能量大小,构造能量序列,利用QPSO对能量序列进行优化分类,... 针对复杂机械振动信号压缩感知过程中存在的稀疏字典构造困难问题,提出了基于QPSO分类的自适应稀疏字典构造方法。该方法根据信号的分割尺度,将信号进行分块,并利用每一信号块的能量大小,构造能量序列,利用QPSO对能量序列进行优化分类,保证不同类别间能量序列的方差最大,从而实现对信号块的分类,采用K-SVD对不同类信号块分别进行稀疏字典的自适应学习训练,产生与信号相适应的稀疏字典,用于机械振动信号的压缩感知重构过程。通过滚动轴承实测信号在不同状态下的压缩感知实验表明:所提方法能够有效提高信号重构的峰值信号比,改善机械振动信号的重构效果。 展开更多

关键词 机械振动信号 字典构造 自适应压缩感知 优化分类

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改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法 被引量：3

2

作者 孙伟朝 王丰华 +1 位作者 黄知涛 王翔 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期155-160,共6页

针对宽带频谱感知中采样率大、感知时间长的问题,在调制宽带转换器采样的基础上提出了一种改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法。调制宽带转换器对宽带频谱进行欠奈奎斯特采样,以最小描述长度准则估计信号个数,用改进多重信号... 针对宽带频谱感知中采样率大、感知时间长的问题,在调制宽带转换器采样的基础上提出了一种改进多重信号分类算法的宽带频谱快速感知方法。调制宽带转换器对宽带频谱进行欠奈奎斯特采样,以最小描述长度准则估计信号个数,用改进多重信号分类谱估计信号位置。算法引入调整因子,使得多重信号分类谱中信号位置更为明显,降低了噪声的干扰。整个感知过程无须重构原始波形,无须计算频谱,大大降低了计算量,而且感知算法计算复杂度低,提高了感知效率。仿真结果表明,在低信噪比的情况下,该算法仍具有很好的检测性能。 展开更多

关键词 宽带频谱快速感知 欠奈奎斯特采样 调制宽带转换器 多重信号分类算法

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压缩感知理论中的建筑电气系统故障诊断 被引量：12

3

作者 张龙 陈宸 +1 位作者 韩宁 王亚慧 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期204-209,共6页

针对目前建筑电气系统缺少有效诊断故障方法的问题,提出一种基于压缩感知理论的建筑电气系统故障分析诊断方法,其中的关键是将故障的分类归结为一个求解待测样本对于整体训练样本的稀疏表示问题。使用建筑电气故障模拟平台数据建立了其... 针对目前建筑电气系统缺少有效诊断故障方法的问题,提出一种基于压缩感知理论的建筑电气系统故障分析诊断方法,其中的关键是将故障的分类归结为一个求解待测样本对于整体训练样本的稀疏表示问题。使用建筑电气故障模拟平台数据建立了其故障诊断模型,分别采用支持向量机、l1分类器和l2分类器对系统的5种故障状态进行了诊断对比,结果表明,利用稀疏表示算法可以达到很好的诊断效果,分类准确率为96.4%,诊断运行时间0.260 1 s,可以满足小样本数据的建筑电气故障诊断工程应用的需求。 展开更多

关键词 电气故障 故障诊断 支持向量机 压缩感知 分类 特征提取 信号重构 最优化

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鲸类声信号的分类系统设计 被引量：2

4

作者 叶蓁 孙海信 +2 位作者 颜佳泉 陈清峰 齐洁 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期144-148,共5页

针对传统的水声信号分类技术处理方法复杂、特征提取时间长以及特征量多等问题,提出了一种基于稀疏表示的分类系统,先利用正交匹配追踪法(OMP)算法提取与水声信号最为匹配的少数原子作为目标特征,再采用支持向量机(SVM)进行分类.对鲸类... 针对传统的水声信号分类技术处理方法复杂、特征提取时间长以及特征量多等问题,提出了一种基于稀疏表示的分类系统,先利用正交匹配追踪法(OMP)算法提取与水声信号最为匹配的少数原子作为目标特征,再采用支持向量机(SVM)进行分类.对鲸类声信号进行仿真实验,实验结果表明,不仅提高了压缩效率和运算速度,而且识别率高,在水声信号的实时处理中具有较高的实用价值. 展开更多

关键词 压缩感知 水声信号 稀疏表示 特征提取 分类识别

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基于差值映射的压缩感知MUSIC算法 被引量：5

5

作者 吕志丰 雷宏 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1874-1878,共5页

多快拍(MMV)问题旨在恢复具有相同稀疏结构的多列信号。在传统阵列信号处理中MMV问题的求解通常采用多重信号分类(MUSIC)等确定性方法实现,但当快拍数不足或存在相干源时该类方法失效;而在压缩感知(CS)的概率求解模型下,即使信源相干也... 多快拍(MMV)问题旨在恢复具有相同稀疏结构的多列信号。在传统阵列信号处理中MMV问题的求解通常采用多重信号分类(MUSIC)等确定性方法实现,但当快拍数不足或存在相干源时该类方法失效;而在压缩感知(CS)的概率求解模型下,即使信源相干也能得到恢复结果,但现有算法普遍性能不足。近期Kim等人的研究表明,将CS与MUSIC相结合可得到比二者更加优秀的性能和更为宽泛的使用条件,该方法被称作压缩感知MUSIC或CS-MUSIC算法。作为一种投影型非凸优化算法,差值映射(DM)最早用于解决X射线晶体学中的相位恢复问题,并逐渐在其他非凸及压缩感知问题的求解中展示出优良性能。该文提出一种基于差值映射的CS-MUSIC算法,仿真结果表明该算法在MMV问题求解中十分有效,相比经典CS-MUSIC具有更高的恢复成功率。 展开更多

关键词 压缩感知 多快拍问题 联合稀疏 多重信号分类 差值映射

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一种基于多测量向量模型的机械振动信号联合稀疏重构方法 被引量：6

6

作者 郭俊锋 王茁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期254-263,共10页

针对目前机械设备越来越智能化、高速化、集成化和复杂化,传统的压缩感知模型(单测量向量)获得的测量信息比较单一,需要在不同监测点分别进行测量获得多个信号数据,浪费时间,并且忽略同一机器不同监测点之间信号的相关性,为充分利用信... 针对目前机械设备越来越智能化、高速化、集成化和复杂化,传统的压缩感知模型(单测量向量)获得的测量信息比较单一,需要在不同监测点分别进行测量获得多个信号数据,浪费时间,并且忽略同一机器不同监测点之间信号的相关性,为充分利用信号间和信号内的相关性,更大程度上减少冗余性和采样时间,提出一种基于多测量向量模型的机械振动信号联合稀疏重构方法。重点研究了重构方法的设计:基于粒子群算法,首先通过时间稀疏贝叶斯算法求解出初始解,然后结合贪婪算法的修剪技巧并加入自适应粒子激活机制进行位置更新寻找最优解,最后对振动信号进行精确重构。实验结果显示,该方法较其它方法而言能有效的恢复机械振动信号且重构误差相对较小。 展开更多

关键词 机械振动信号 压缩感知 多重测量向量 重构算法 粒子群算法

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压缩采样稀疏阵列结构及其参数估计技术 被引量：1

7

作者 陈涛 韩旭天 禹永植 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1244-1248,共5页

针对现有压缩采样数字接收机无法直接完成载频和到达角联合估计,且基于均匀线阵结构的压缩采样数字接收机结构复杂的问题,本文提出了压缩采样稀疏阵列结构。利用多重信号分类算法进行谱峰搜索,实现了载频和到达角联合估计。相比于现有... 针对现有压缩采样数字接收机无法直接完成载频和到达角联合估计,且基于均匀线阵结构的压缩采样数字接收机结构复杂的问题,本文提出了压缩采样稀疏阵列结构。利用多重信号分类算法进行谱峰搜索,实现了载频和到达角联合估计。相比于现有压缩采样数字接收机结构,所提出的结构可以降低系统的结构复杂度;提出的载频和到达角联合估计方法直接对压缩数据进行处理,不仅降低了处理的数据量,并且可以同时得到载频估计和到达角估计,进一步减少了运算量。仿真结果验证了该结构和提出算法的有效性。 展开更多

关键词 压缩采样 调制宽带转换器 数字接收机 稀疏阵列 虚拟阵元 快速傅里叶变换 多重信号分类算法 载频和到达角联合估计

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MMV模型在电能质量扰动信号重构中的应用

8

作者 简献忠 马程远 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期793-798,共6页

针对单重测量向量(SMV)模型下电能质量扰动信号压缩重构算法存在压缩率不高,重构时间长等问题,提出多重测量向量(MMV)模型应用于电能质量扰动信号的压缩重构算法。利用二维化处理的电能质量扰动信号在小波稀疏基下的稀疏矩阵具有相同稀... 针对单重测量向量(SMV)模型下电能质量扰动信号压缩重构算法存在压缩率不高,重构时间长等问题,提出多重测量向量(MMV)模型应用于电能质量扰动信号的压缩重构算法。利用二维化处理的电能质量扰动信号在小波稀疏基下的稀疏矩阵具有相同稀疏结构的特性,应用多重测量向量模型-正交匹配追踪算法(MMV-OMP)算法完成重构。实验结果表明,相对于SMV模型下的重构算法,基于MMV模型的压缩感知重构算法具有更好的重构效果,更高的采样率以及更短的重构时间,为电能质量扰动信号的重构提供了1种新的思路。 展开更多

关键词 电能质量 扰动信号 压缩感知 单重测量向量 多重测量向量

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多重测量矢量模型下的稀疏步进频率SAR成像算法 被引量：12

9

作者 陈一畅 张群 +2 位作者 陈校平 罗迎 顾福飞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2986-2993,共8页

基于压缩感知(Compressed Sensing,CS)的合成孔径雷达(SAR)成像算法可以用低于Nyquist采样率的采样数据完成稀疏目标高分辨成像。然而已有的算法在重构1维距离像时采用的大都是单重测量矢量(Single Measurement Vectors,SMV)模型,存在... 基于压缩感知(Compressed Sensing,CS)的合成孔径雷达(SAR)成像算法可以用低于Nyquist采样率的采样数据完成稀疏目标高分辨成像。然而已有的算法在重构1维距离像时采用的大都是单重测量矢量(Single Measurement Vectors,SMV)模型,存在着重构耗时长、受噪声干扰大的缺点。该文从压缩感知的多重测量矢量(Multiple Measurement Vectors,MMV)模型出发,利用多重测量矢量恢复具有相同稀疏结构的联合稀疏目标信号源,从理论与实验角度分析了基于MMV模型的SAR 1维距离像成像性能,提出了一种距离向基于MMV模型,方位向基于SMV模型的2维SAR成像算法。该算法从耗时上、重构精度上均优于SMV模型下的CS成像算法。通过对仿真数据和地基雷达实测数据的处理,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 SAR 压缩感知 稀疏步进频率信号 单重测量矢量 多重测量矢量

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单脉冲测角的二维分级主旁瓣干扰联合抑制方法

10

作者 张仁李 朱蕾 +1 位作者 邱爽 盛卫星 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期213-221,共9页

针对矩形平面阵列天线同时存在主、旁瓣干扰的单脉冲测角问题,该文设计了2维分级自适应单脉冲波束形成算法(TDHJ-ADBF)。TDHJ-ADBF算法将矩形平面阵分为方位维和俯仰维两个正交维度,采用2维分级处理架构:第1级处理在测角维进行,采用低... 针对矩形平面阵列天线同时存在主、旁瓣干扰的单脉冲测角问题,该文设计了2维分级自适应单脉冲波束形成算法(TDHJ-ADBF)。TDHJ-ADBF算法将矩形平面阵分为方位维和俯仰维两个正交维度,采用2维分级处理架构:第1级处理在测角维进行,采用低运算量的压缩多重信号分类法对测角维主瓣干扰进行快速识别与方向估计,构造阻塞矩阵滤除主瓣干扰,获得仅含旁瓣干扰和噪声的协方差矩阵,进而对和、差波束方向图进行指向与鉴角曲线联合约束,完成测角维旁瓣干扰抑制与波束形成处理;第2级在非测角维对残留的测角维主瓣干扰进行抑制。通过2维分级处理实现主、旁瓣干扰联合对抗,并保持单脉冲测角的鉴角曲线线性度。仿真结果表明,TDHJ-ADBF算法实现了对主、旁瓣干扰联合抑制,具有高精度的单脉冲测角性能。 展开更多

关键词 自适应单脉冲 2维分级波束形成 压缩多重信号分类 主瓣干扰估计 干扰联合对抗

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基于CS-MUSIC算法的DOA估计 被引量：16

11

作者 吴小川 邓维波 杨强 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期1821-1824,共4页

多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)方法在少快拍数或者存在相干信源的情况下不能准确估计信号的波达方向,而压缩感知(compressive sensing,CS)方法在多快拍数或低信噪比情况下分辨性能不稳定,估计准确率受限。提出了... 多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)方法在少快拍数或者存在相干信源的情况下不能准确估计信号的波达方向,而压缩感知(compressive sensing,CS)方法在多快拍数或低信噪比情况下分辨性能不稳定,估计准确率受限。提出了一种基于CS的MUSIC方法,简称CS-MUSIC,该方法针对不同的快拍数,建立二者之间的联系,构造出新的正交空间,获得尖锐的谱峰。理论分析和仿真结果表明,所提方法在不同快拍数条件下,具有较高的估计精度,克服了传统方法存在的缺陷,并且对噪声具有鲁棒性。 展开更多

关键词 压缩感知 波达方向估计 基于压缩感知的多重信号分类 同时正交匹配追踪

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确定性采样的矢量水听器阵列舰船目标方位估计 被引量：5

12

作者 井岩 沈毅 +2 位作者 冯乃章 万广南 孙明健 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1267-1276,共10页

使用较少的硬件电路和计算量实现高分辨率的目标方位估计一直是海域防御系统具有挑战性的研究工作。将压缩感知理论应用于矢量水听器阵列,利用确定测量矩阵建立了确定压缩采样的矢量水听器阵列(DCV)结构,并将其与改进的多重信号分类算法... 使用较少的硬件电路和计算量实现高分辨率的目标方位估计一直是海域防御系统具有挑战性的研究工作。将压缩感知理论应用于矢量水听器阵列,利用确定测量矩阵建立了确定压缩采样的矢量水听器阵列(DCV)结构,并将其与改进的多重信号分类算法(MMUSIC)相结合,提出了确定压缩采样的矢量水听器阵列的MMUSIC(DCV-MMUSIC)算法。将该算法用于相关或非相关模拟舰船目标的方位估计,通过对算法的可行性、高分辨能力和改变测量次数、信噪比和快拍数等多种仿真,得出该算法可以在低信噪比和小快拍下对舰船目标进行方向估计,并且具有使用硬件电路少、计算量低和估计偏差小等优点。又将其用于实际商船目标的方位估计,得到了较好的方位估计性能。 展开更多

关键词 确定测量矩阵 压缩采样 矢量水听器 舰船目标 方向估计 改进的多重信号分类算法

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多测量向量模型下的修正MUSIC算法 被引量：2

13

作者 林云 胡强 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2584-2589,共6页

压缩感知多测量向量(MMV)模型用于解决具有相同稀疏结构的多快拍问题,在传统阵列信号处理应用中多重信号分类(MUSIC)方法是一种常见的方法,但当快拍数不足(低于稀疏度)时其性能将急剧恶化。Kim等人(2012)推导出一种修正的MUSIC谱,并将... 压缩感知多测量向量(MMV)模型用于解决具有相同稀疏结构的多快拍问题,在传统阵列信号处理应用中多重信号分类(MUSIC)方法是一种常见的方法,但当快拍数不足(低于稀疏度)时其性能将急剧恶化。Kim等人(2012)推导出一种修正的MUSIC谱,并将压缩重构方法和MUSIC算法结合提出压缩感知MUSIC算法(CS-MUSIC),能够有效克服快拍数不足的问题。该文将Kim等人的结论扩展到一般情形,并基于传统的MUSIC谱和CSMUSIC谱提出一种修正的MUSIC算法(MMUSIC)。仿真结果表明所提算法能够有效克服快拍数不足的问题,并且具有比CS-MUSIC算法和压缩感知贪婪算法更高的重构概率。 展开更多

关键词 压缩感知 多测量向量模型 联合稀疏 多重信号分类

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