法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2018-08-10
授权
授权
2016-03-30
实质审查的生效 IPC(主分类):H03M7/30 申请日:20151104
实质审查的生效
2016-03-02
公开
公开
技术领域
本发明涉及信息压缩技术领域,具体涉及一种基于广义逆矩阵的信息压缩 方法。
背景技术
信息压缩的目的就是发送端使用较少的比特来表示信息,在传输和存储时 占用更少的资源,在接收端能够部分或全部的恢复信息,这取决于对信息精度 的要求。
现有的基于矩阵分解的信息压缩编码的方法,主要有QR分解、LU分解和 奇异值分解(sigularvaluedecomposition,SVD)。其中:
在QR分解中,被分解的矩阵不需要是方阵,分解之后的矩阵Q为方阵。 只有在被分解矩阵非奇异、且分解后的矩阵R的对角为正数的情况下,分解才 是唯一的。该分解方法唯一性条件比较苛刻,不适合用于信息压缩领域。
LU分解则要求被分解矩阵必须是方阵,且分解后的矩阵为上下三角矩阵。 该方法主要用于简化大矩阵的行列值的计算过程,求反矩阵和求解联立方程, 对于信息压缩来说,被分解矩阵要求是方阵,条件苛刻。
SVD分解法是将原矩阵分解为两个正交的矩阵U,V和对角阵S。该分解方 法可以用于求解最小平方误差法和数据压缩。此方法比较可靠,但是其分解时 间约十倍于QR分解法。
因此,到目前为止,已经有很多人利用矩阵分解进行信息压缩,但是并未 有人利用广义逆矩阵进行信息压缩。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种基于广义逆矩阵的信息压缩方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种基于广义逆矩阵的信息压缩方法,包括如下步骤:
S1、设定需要压缩的信号矩阵A为m*n大小;
S2、设定可以实现压缩的矩阵B大小为m*r(r<n);
S3、将需要压缩的信息矩阵A进行压缩,即将AT与B相乘,得到压缩后 需要传输的矩阵C,压缩之后的矩阵C为n*r的矩阵,根据矩阵面积计算 n*r<m*n;(因为r<n)因此,存储和传输矩阵C比A占用的资源少,实现了信 息的压缩;
S4、在接收端,采用Moore-Penrosepseudoinverse广义逆矩阵来进行解 压缩;
S5、接收端将接收到的压缩过的信息矩阵C与发送端压缩矩阵B的广义逆 矩阵E相乘,得到恢复的信息X:
S6、将收到的信息进行判决,如果矩阵元素大于0.5则判决为1,否则判 决为0,判决并转置后的矩阵设为Y;
S7、与发送端信息矩阵A进行比较,得出两列信息发生错误的情况,并计 算总的错误个数;该结果的出现与压缩矩阵B的选取有一定的关系。通过对压 缩矩阵B进一步的调节,可以减小错误个数。
本发明具有以下有益效果:
1)本发明由于采用广义逆矩阵来实现信息的压缩,节省了信道资源,提高 了通信效率;
2)本发明的信息的压缩比率为r/n(r<n),选定合适的压缩矩阵,可以使 该比率进一步降低。
3)本发明在编码过程中,可以同时处理多组矢量数据,所以压缩效率高;
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行 进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明, 并不用于限定本发明。
实施例
1)设定需要压缩的信号矩阵A为m*n大小,举例设m=3,n=10,则以下 二进制矩阵为例
2)设定可以实现压缩的矩阵B大小为m*r(r<n),因此m=3,设定r=2。 只有r<m,才能实现压缩,则
3)将需要压缩的信息矩阵A进行压缩,即将AT与B相乘,得到压缩后需 要传输的矩阵C,则
压缩之后的矩阵C为n*r的矩阵,根据矩阵面积来计算n*r<m*n,(因为 r<n)因此,存储和传输矩阵C比A占用的资源少,实现了信息的压缩。
4)在接收端,采用Moore-Penrosepseudoinverse广义逆矩阵来进行解 压缩,以下皆简称其为广义逆矩阵。接收端计算矩阵B的广义逆矩阵E,得到:
经过验证,E*B=I。
5)接收端,将接收到的压缩过的信息矩阵C与发送端压缩矩阵B的广义 逆矩阵E相乘,得到恢复的信息X:
6)将收到的信息进行判决,如果矩阵元素大于0.5则判决为1,否则判 决为0,判决并转置后的矩阵设为Y,则
7)与发送端信息矩阵A进行比较,有两列信息发生错误,总的错误个数为 6.该结果的出现与压缩矩阵B的选取有一定的关系。通过对压缩矩阵B进一步 的调节,可以减小错误个数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通 技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰, 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
机译: 预测模式选择方法,一种基于主边的方向性来减少预测模式候选的数量的装置,一种使用该方法的运动图像压缩方法,一种包括该装置的运动图像编码器以及一种编码器执行该方法的程序
机译: 信息压缩方法和装置,压缩信息解压缩方法和装置,压缩信息记录/发送装置,压缩信息再现装置,压缩信息接收装置和记录介质(用于扩展压缩信息,记录/发送压缩信息,用于接收压缩信息的设备和记录介质)
机译: 音乐声音波形的信息压缩方法,信息压缩方法,用于信息压缩的计算机程序,信息压缩设备,信息压缩设备和数据结构