自适应小波包的光纤传感器信号压缩感知

摘要

在由分布式光纤传感器构成光纤周界报警系统中,针对大规模、高分辨率的光纤振动信号在采样、传输、存储和重构过程中会受到网络带宽、存储容量等限制问题,提出基于自适应小波包的光纤传感器信号压缩感知方法。首先,采用小波包对光纤振动信号进行多层稀疏变换,通过求取小波包系数的数学期望来选取初始置零阈值;然后,对光纤振动信号进行重构并求取重构信号精度,再根据信号的重构精度采用迭代计算方法求取小波包系数的最佳置零阈值,使光纤振动信号在满足重构精度的前提下具有最高稀疏度,实现信号的自适应压缩感知;最后,根据光纤振动信号的特征,采用K-SVD算法训练得到过完备字典,结合正交匹配跟踪方法完成光纤振动信号的高精度重构。大量实验证明,与传统压缩算法相比较,新方法的各方面性能均得到较大程度提高。