第1壓縮處理的情況下（步驟S601，否），開關(guān) SW21、SW22連接至第2復(fù)原部122,由第2復(fù)原部122進(jìn)行復(fù)原處理（步驟S603)。另外， 上述處理是反復(fù)進(jìn)行處理的。
[0083] 這里，在實施方式1中，進(jìn)行使用對應(yīng)于沃爾什函數(shù)的提取觀察矩陣的壓縮復(fù) 原處理，即使是稀疏性較低的輸入數(shù)字信號X，也能夠通過限定為特定頻率分量來高精度地 進(jìn)行復(fù)原。然而，實施方式1中，具有進(jìn)行復(fù)原的頻率區(qū)域是有限的這樣的特征。另一方面， 在使用了現(xiàn)有的隨機觀測矩陣Φ的壓縮復(fù)原處理中，能夠進(jìn)行全頻率區(qū)域的復(fù)原，但具有 若稀疏性不高則復(fù)原誤差變大這樣的特征。
[0084] 本實施方式3中，在對復(fù)原數(shù)字信號X'的性狀進(jìn)行調(diào)查，從而能夠判斷輸入數(shù)字 信號X的稀疏性較低的情況下，切換為由使用了對應(yīng)于沃爾什函數(shù)的提取觀測矩陣的 第1壓縮部111和第1復(fù)原部121來進(jìn)行的壓縮復(fù)原處理。在能夠判斷為輸入數(shù)字信號X 的稀疏性較高的情況下，切換為由使用了隨機觀測矩陣Φ的第2壓縮部112和第2復(fù)原部 122來進(jìn)行的壓縮復(fù)原處理。其結(jié)果是，即使在輸入數(shù)字信號X的稀疏性較低的情況下，也 能夠高精度地復(fù)原固有頻率附近的振動，在輸入數(shù)字信號X的稀疏性較高的情況下，能夠 復(fù)原較廣頻率范圍的信號。即，能夠?qū)崿F(xiàn)可對應(yīng)于多種輸入數(shù)字信號X來進(jìn)行高精度復(fù)原 這樣通用性較高的壓縮復(fù)原處理。
[0085] 這里，在加速度傳感器構(gòu)成的構(gòu)造物應(yīng)用于的健康監(jiān)控的情況下，在發(fā)生地震等 事件時，有可能會激勵起各種模式的固有振動。該情況下，能夠采用下述的使用方法，即：切 換為使用隨機觀測矩陣Φ的壓縮復(fù)原處理，來在較廣的頻率范圍對構(gòu)造物的搖動方式進(jìn) 行調(diào)查，而在通常情況下，進(jìn)行使用對應(yīng)于沃爾什函數(shù)的提取觀測矩陣的壓縮復(fù)原處 理，來對固有頻率附近的頻率范圍進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)控。
[0086] 此外，也可以采用下述的使用方法，S卩，在通常情況下，進(jìn)行使用了對應(yīng)于沃爾什 函數(shù)的提取觀測矩陣的壓縮復(fù)原處理，來對固有頻率附近的頻率區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)控， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)固有頻率發(fā)生較大變化時，切換為使用隨機觀測矩陣Φ的壓縮復(fù)原處理，以在較廣 的頻率范圍對構(gòu)造物的搖動方式進(jìn)行調(diào)查。即，通過應(yīng)用本實施方式3,能夠擴大信號處理 系統(tǒng)、信號處理方法的適用范圍。
[0087](實施方式3的變形例） 本實施方式3的變形例如圖30和圖31所示，將實施方式3的第1壓縮部111替換為 實施方式2的壓縮部11，將實施方式3的第1復(fù)原部121替換為實施方式2的復(fù)原部22。 因此，第1壓縮部111具有對應(yīng)于高速沃爾什?哈達(dá)瑪變化運算部31的高速沃爾什?哈達(dá) 瑪變化運算部111a、以及對應(yīng)于特定頻率分量提取部32的特定頻率分量提取部111b。同 樣地，第1復(fù)原部121具有對應(yīng)于排序部41的排序部121a、以及對應(yīng)于復(fù)原運算部42的復(fù) 原運算部121b。利用該實施方式3的變形例，獲得與實施方式3相同的作用效果。 標(biāo)號說明
[0088] 1、101發(fā)送裝置 2、102接收裝置 11、110壓縮部 12提取觀測矩陣乘法運算部 13、125發(fā)送部 21、 115接收部 22、 120復(fù)原部 31、 111a高速沃爾什?哈達(dá)瑪變化運算部 32、 111b特定頻率分量提取部 41、 121a排序部 42、 121b復(fù)原運算部 111第1壓縮部 112第2壓縮部 113發(fā)送側(cè)切換部 121第1復(fù)原部 122第2復(fù)原部 123接收側(cè)切換部 124切換指示部 fs采樣頻率 SW11、SW12、SW21、SW22 開關(guān)X輸入數(shù)字信號 t轉(zhuǎn)換數(shù)字信號d壓縮數(shù)字信號 X'復(fù)原數(shù)字信號 φa提取觀測矩陣 Φ隨機觀測矩陣 Ψ基底變化矩陣
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)送裝置，其特征在于， 包括壓縮部，該壓縮部使用沃爾什函數(shù)對輸入數(shù)字信號進(jìn)行變換，提取出特定頻率分 量并進(jìn)行壓縮，生成并輸出壓縮后的壓縮數(shù)字信號。2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 所述壓縮部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣來對所述輸入數(shù) 字信號進(jìn)行變換，生成并輸出該變換得到的數(shù)字信號作為所述壓縮數(shù)字信號。3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣是抽選出沃爾什函數(shù)的對應(yīng)于特 定頻率分量的行而得到的矩陣。4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其特征在于， 所述壓縮部對輸入數(shù)字信號進(jìn)行高速沃爾什?哈達(dá)瑪變換，從該變換得到的數(shù)字信號 中抽選并輸出對應(yīng)于所述特定頻率分量的部分。5. -種接收裝置，其特征在于， 包括復(fù)原部，該復(fù)原部將通過使用沃爾什函數(shù)進(jìn)行變換、提取特定頻率分量來進(jìn)行壓 縮后得到的壓縮數(shù)字信號，使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣進(jìn)行復(fù) 原而得到發(fā)送側(cè)的輸入數(shù)字信號。6. 如權(quán)利要求5所述的接收裝置，其特征在于， 所述復(fù)原部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣以及對應(yīng)于離散 傅里葉逆變換的基底變換矩陣，來對所述輸入數(shù)字信號進(jìn)行復(fù)原。7. -種收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 發(fā)送裝置以及接收裝置， 該發(fā)送裝置具有： 使用沃爾什函數(shù)對輸入數(shù)字信號進(jìn)行變換，提取出特定頻率分量進(jìn)行壓縮，生成并輸 出壓縮后的壓縮數(shù)字信號的壓縮部；以及 以無線方式輸出和發(fā)送所述壓縮數(shù)字信號的發(fā)送部， 該接收裝置具有： 接收由所述發(fā)送部以無線方式輸出和發(fā)送的所述壓縮數(shù)字信號的接收部；以及 將所述接收部接收到的所述壓縮數(shù)字信號，使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函 數(shù)的觀測矩陣進(jìn)行復(fù)原而得到所述輸入數(shù)字信號的復(fù)原部。8. 如權(quán)利要求7所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓縮部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣來對所述輸入數(shù) 字信號進(jìn)行變換，生成并輸出該變換得到的數(shù)字信號作為所述壓縮數(shù)字信號。9.如權(quán)利要求8所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣是抽選出沃爾什函數(shù)的對應(yīng)于特 定頻率分量的行而得到的矩陣。10. 如權(quán)利要求7所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓縮部對輸入數(shù)字信號進(jìn)行高速沃爾什?哈達(dá)瑪變換，從該變換得到的數(shù)字信號 中抽選并輸出對應(yīng)于所述特定頻率分量的部分。11. 如權(quán)利要求10所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓縮部將抽選對應(yīng)于所述特定頻率分量的部分時以不按頻率順序進(jìn)行排序的方 式抽選出的數(shù)字信號生成并輸出作為所述壓縮數(shù)字信號， 所述復(fù)原部具有將所輸入的所述壓縮數(shù)字信號按所述沃爾什函數(shù)的頻率順序進(jìn)行排 序的排序部，將由所述排序部排序后的所述壓縮數(shù)字信號，使用對應(yīng)于所述特定頻率分量 的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣進(jìn)行復(fù)原而得到所述輸入數(shù)字信號。12. 如權(quán)利要求7至11的任一項所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述復(fù)原部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣以及對應(yīng)于離散 傅里葉逆變換的基底變換矩陣，來對所述輸入數(shù)字信號進(jìn)行復(fù)原。13.-種收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置具有：使用沃爾什函數(shù)對輸入數(shù)字信號進(jìn)行變換，提取出特定頻 率分量進(jìn)行壓縮，生成并輸出壓縮后的第1壓縮數(shù)字信號的第1壓縮部； 利用使用了隨機矩陣的觀測矩陣對輸入數(shù)字信號進(jìn)行變換，生成并輸出壓縮后的第2 壓縮數(shù)字信號的第2壓縮部； 基于切換指示信號來切換所述第1壓縮部和所述第2壓縮部的處理的發(fā)送側(cè)切換部； 及 以無線方式輸出和發(fā)送由所述發(fā)送側(cè)切換部切換輸出后的所述第1壓縮數(shù)字信號或 所述第2壓縮數(shù)字信號的發(fā)送部；以及 接收裝置，該接收裝置具有：接收由所述發(fā)送部以無線方式輸出和發(fā)送的所述第1壓 縮數(shù)字信號或所述第2壓縮數(shù)字信號的接收部； 在所述切換指示信號指示所述第1壓縮部的處理時，將所述第1壓縮數(shù)字信號使用對 應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣進(jìn)行復(fù)原而得到所述輸入數(shù)字信號的第1 復(fù)原部； 在所述切換指示信號指示所述第2壓縮部的處理時，將所述第2壓縮數(shù)字信號使用利 用了所述隨機矩陣的觀測矩陣進(jìn)行復(fù)原而得到所述輸入數(shù)字信號的第2復(fù)原部； 基于切換指示信號來切換所述第1復(fù)原部和所述第2復(fù)原部的處理的接收側(cè)切換部； 及 向所述發(fā)送側(cè)切換部和所述接收側(cè)切換部發(fā)送出所述切換指示信號的切換指示部。14.如權(quán)利要求13所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1壓縮部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣來對所述輸 入數(shù)字信號進(jìn)行變換，生成并輸出該變換得到的數(shù)字信號作為所述壓縮數(shù)字信號。15.如權(quán)利要求13所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1壓縮部對輸入數(shù)字信號進(jìn)行高速沃爾什?哈達(dá)瑪變換，從該變換得到的數(shù)字 信號中抽選并輸出對應(yīng)于所述特定頻率分量的部分。16.如權(quán)利要求13至15的任一項所述的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1復(fù)原部使用對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣以及對應(yīng)于 離散傅里葉逆變換的基底變換矩陣，來對所述輸入數(shù)字信號進(jìn)行復(fù)原。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種即使在原始的輸入數(shù)字信號的稀疏性較低的情況下也能夠進(jìn)行高精度復(fù)原的發(fā)送裝置、接收裝置、以及收發(fā)系統(tǒng)。為此，包括壓縮部(111)，該壓縮部(111)使用沃爾什函數(shù)對輸入數(shù)字信號x進(jìn)行變換，且提取出特定頻率分量并進(jìn)行壓縮，生成并輸出壓縮后的壓縮數(shù)字信號d。壓縮部(11)具有將輸入數(shù)字信號x與對應(yīng)于所述特定頻率分量的沃爾什函數(shù)的觀測矩陣相乘的提取觀測矩陣乘法運算部(12)，生成并輸出由提取觀測矩陣乘法運算部(12)變換后的數(shù)字信號作為壓縮數(shù)字信號d。
【IPC分類】H03M7/30
【公開號】CN105359419
【申請?zhí)枴緾N201480037085
【發(fā)明人】河上春樹, 淺見徹, 川原圭博, 木代雅巳, 工藤高裕
【申請人】國立大學(xué)法人東京大學(xué), 富士電機株式會社
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年12月25日
【公告號】US20160112227, WO2015105010A1