基于分段自适应采样压缩感知的FBG光谱压缩与重构方法

摘要

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感系统中数据量庞大、不利于数据传输及存储的问题,提出了一种分段自适应采样压缩感知与改进的正交匹配追踪(SASCS-IOMP)算法。利用设计特定参数的Gabor滤波器提取FBG光谱信号上边带斜率最大的频率点,根据Hilbert变换粗定位FBG中心波长位置,并对FBG光谱进行自适应分割。在不同分割区域设置不同的信噪比阈值,以降低光谱信号的总压缩比。在自适应采样过程中,为缩短算法的运行时间,引入比例-积分-微分控制算法,设计一种自适应步长增长机制,最后利用IOMP算法重构光谱。仿真结果表明,在单峰和多峰情况下,SASCS-IOMP算法都能降低总观测值的数目,且FBG光谱3dB带宽内的重构误差均在0.7%以内。