电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法技术

本发明专利技术提供了电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法，所述电子设备包括发送电路以及处理电路，处理电路被设置为经由发送电路向另一电子设备输出与信号段对应的CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据另一电子设备的响应，经由发送电路向另一电子设备选择性地输出与信号段对应的CS样本的第二部分。本发明专利技术通过采用可变速率传输方案、多分辨率/多尺度重建方案、多级重建方案以及特征点约束等方案来灵活处理CS样本，能够为各种生物信号类型提供高压缩比并能够处理不同类型的噪声和干扰，实现更准确的重建结果，提高重建性能。

【技术实现步骤摘要】
电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法
本专利技术涉及压缩感知(compressivesensing，CS)，特别是涉及能灵活处理CS样本的电子设备以及方法。
技术介绍
可穿戴传感器设备越来越多地应用于医疗监控，其中，能量效率高、外形小、多信号传感能力和无线通信能力是至关重要的。典型的生物传感器(bio-sensor)系统由生物传感器节点(例如，可穿戴生物传感器设备)构成，其中生物传感器节点可以发送信息到能够接收并处理生物传感器输出数据的数据聚合器(如智能手机)。可穿戴生物传感器设备的一个限制是其功耗。这些可穿戴生物传感器设备需要操作相对持久的工作时间，避免频繁更换电池或充电。一般来说，大部分的电量被发送(transmit,TX)电路(特别是TX电路的功率放大器(amplifier,PA))消耗。减少能耗的一个解决方案是降低数据率。压缩感知(compressivesensing，CS)是通过启用无混叠(alias-free)次奈奎斯特率(sub-Nyquist-rate)采样，来利用稀疏特性实现相应的功率节省的一种信号处理技术。因此，CS对低功耗可穿戴生物传感器设备非常具有吸引力。为了在CS框架中达到良好的压缩比(compressionratio，CR)，重要的是要找到合适的基(basis)。然而，如果所需的信噪比(signal-to-noise,SNR)是20分贝或以上，则通常的固定基(fixedbasis)，例如基于小波(wavelet-based)的CS设计，只能实现2至2.5的压缩比(CR)。此外，通常的数据聚合器(如智能手机)采用的重建算法需要一直运行直到信号完全恢复，并且由计算量约束导致的提前停止会显著降低重建质量。此外，通常的数据聚合器(如智能手机)采用的重建算法缺乏处理不同类型噪声和干扰的能力。因此，需要能够为各种生物信号类型提供高压缩比并能够处理不同类型噪声和干扰的灵活的生物传感系统设计。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法，以解决上述问题。本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括发送电路以及处理电路，处理电路被设置为经由所述发送电路向另一电子设备输出与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据所述另一电子设备的响应，经由所述发送电路向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。本专利技术提供了一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：对与一信号段对应的信号样本执行压缩感知CS，以生成与所述信号段对应的CS样本；输出与所述信号段对应的所述CS样本的第一部分至另一电子设备；从所述另一电子设备接收响应；以及根据所述另一电子设备的响应，向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括接收电路以及处理电路，处理电路被设置为经由所述接收电路从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据重建质量要求，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。本专利技术提供了一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分；根据与所述信号段对应的所述CS样本的所述第一部分执行信号的重建，并估计与所述信号的重建相关的重建质量；以及根据重建质量结果，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储设备和处理电路，存储设备设置为存储多个字典，所述多个字典包括至少一个第一级字典和至少一个第二级字典；以及处理电路被设置为根据与一信号段对应的压缩感知CS样本以及从所述至少一个第一级字典选择的第一级字典执行信号的第一级重建，并进一步被设置为根据与所述信号段对应的所述CS样本、所述第一级字典和从所述至少一个第二级字典选择的第二级字典选择性地执行所述信号的第二级重建。本专利技术提供了一种用于信号重建的方法，所述方法包括：存储多个字典，所述多个字典包括至少一个第一级字典和至少一个第二级字典；以及根据与一信号段对应的压缩感知CS样本以及从所述至少一个第一级字典选择的第一级字典执行信号的第一级重建，并根据与所述信号段对应的所述CS样本、所述第一级字典和从所述至少一个第二级字典选择的第二级字典选择性地执行所述信号的第二级重建。本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括发送电路、处理电路以及特征点检测电路，处理电路被设置为执行压缩感知CS以生成与一信号段对应的CS样本，并经由所述发送电路向另一电子设备输出与所述信号段对应的所述CS样本的至少一部分；特征点检测电路被设置为检测与所述信号段的至少一个特征点相关的至少一个特征点样本，并经由所述发送电路向所述另一电子设备输出所述至少一个特征点样本。本专利技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括接收电路以及处理电路，处理电路被设置为经由所述接收电路从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的至少一部分和与所述信号段的至少一个特征点相关的至少一个特征点样本，并根据所述CS样本的所述至少一部分和所述至少一个特征点样本执行信号的重建。本专利技术通过采用可变速率传输方案、多分辨率/多尺度重建方案、多级重建方案以及特征点约束等方案来灵活处理CS样本，能够为各种生物信号类型提供高压缩比并能够处理不同类型噪声和干扰，实现更准确的重建结果，提高重建性能。在结合附图阅读本专利技术的实施例的以下详细描述之后，本专利技术的各种目的、特征和优点将是显而易见的。然而，这里使用的附图仅以解释说明为目的，而不应被视为本专利技术的限制。附图说明在浏览了下文的具体实施方式和相应的附图后，本领域技术人员将更容易理解上述本专利技术的目的和优点。图1是根据本专利技术的实施方式例示基于CS的数据处理系统的示意图。图2是根据本专利技术的实施方式例示自适应控制一个超级块的TX速率的方法的流程图。图3是根据本专利技术的实施方式例示自适应请求一个超级块的CS样本的方法的流程图。图4根据本专利技术的实施方式例示了可变速率传输方案改善的超级块的有效压缩比率的示意图。图5是根据本专利技术的实施方式例示系数衰减率和CS重建的信噪比之间关系的示意图。图6是根据本专利技术的实施方式例示计算系数衰减率的示例的示意图。图7是根据本专利技术的实施方式例示多分辨率和多级重建方案的示意图。图8是根据本专利技术的实施方式例示重建质量与在线字典更新使用的新CS样本的数量之间的关系的示意图。图9是根据本专利技术的实施方式例示对低分辨率字典和高分辨率字典进行字典加权的示意图。图10根据本专利技术的实施方式例示了原始信号、没有点约束的常规重建生成的重建信号以及具有点约束的重建生成的重建信号的示意图。图11例示了图10所示信号的中间部分的放大图。具体实施方式系统设计中会存在许多权衡折衷。例如，压缩比、字典大小(dictionarysize)和重建算法的设置均会影响质量和速度。更高的压缩比会导致低质量和更快的处理速度，较低的压缩比会导致更高的质量和较慢处理速度。较小的字典大小导致低质量和更快的处理速度，较大的字典大小导致更高的质量和较慢的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子设备，所述电子设备包括：发送电路；以及处理电路，被设置为经由所述发送电路向另一电子设备输出与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据所述另一电子设备的响应，经由所述发送电路向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。

【技术特征摘要】
2016.12.22 US 62/437,752;2017.12.04 US 15/830,0001.一种电子设备，所述电子设备包括：发送电路；以及处理电路，被设置为经由所述发送电路向另一电子设备输出与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据所述另一电子设备的响应，经由所述发送电路向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括：接收电路；其中，当所述处理电路通过所述接收电路从所述另一电子设备接收到请求与所述信号段对应的更多CS样本的请求时，所述处理电路经由所述发送电路向所述另一电子设备输出与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分；当所述处理电路没有从所述另一电子设备接收到所述请求时，所述处理电路不向所述另一电子设备输出与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分。3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括：存储设备；其中，所述处理电路被进一步设置为将与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分转储到所述存储设备；当所述处理电路没有接收到所述请求时，与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分被保存在所述存储设备中；当所述处理电路接收到所述请求时，与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分被从所述存储设备中读取出来并接着被发送至所述另一电子设备。4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括：特征点检测电路，被设置为检测与所述信号段的至少一个特征点相关联的至少一个特征点样本并生成特征点检测结果，并经由所述发送电路向所述另一电子设备输出所述至少一个特征点样本。5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述处理电路进一步被设置为参考所述特征点检测结果，以设置发送至所述另一电子设备的所述CS样本的所述第一部分的大小。6.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述特征点检测电路根据所述特征点检测结果，动态改变发送到所述另一电子设备的所述至少一个特征点样本的数量。7.一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：对与一信号段对应的信号样本执行压缩感知CS，以生成与所述信号段对应的CS样本；输出与所述信号段对应的所述CS样本的第一部分至另一电子设备；从所述另一电子设备接收响应；以及根据所述另一电子设备的响应，向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述另一电子设备的响应向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分的步骤包括：当从所述另一电子设备接收到请求与所述信号段对应的更多CS样本的请求时，向所述另一电子设备输出与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分；当没有从所述另一电子设备接收到所述请求时，不向所述另一电子设备输出与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：检测与所述信号段的至少一个特征点相关联的至少一个特征点样本并生成特征点检测结果，并向所述另一电子设备输出所述至少一个特征点样本。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：参考所述特征点检测结果，设置发送至所述另一电子设备的所述CS样本的所述第一部分的大小。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述特征点检测结果，动态改变发送到所述另一电子设备的所述至少一个特征点样本的数量。12.一种电子设备，所述电子设备包括：接收电路；以及处理电路，被设置为经由所述接收电路从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据重建质量要求，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。13.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述处理电路进一步被设置为根据与所述信号段对应的所述CS样本的所述第一部分执行信号的重建，并且估计所述信号的重建质量，以确定所述重建质量要求是否被满足。14.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，通过对在所述信号的重建中得到的稀疏基中的系数执行稀疏检查，来估计所述重建质量。15.如权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述稀疏检查包括计算所述系数的衰减率，并使用所述衰减率作为所述重建质量的指示。16.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括：发送电路；其中当估计的重建质量不满足所述重建质量要求时，所述处理电路经由所述发送电路向所述另一电子设备发出请求用于请求与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分；当估计的重建质量满足所述重建质量要求时，所述处理电路不向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分。17.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述处理电路进一步被设置为经由所述接收电路从所述另一电子设备接收与所述信号段的至少一个特征点相关的至少一个特征点样本，并根据所述CS样本的所述第一部分和所述至少一个特征点样本执行信号的重建。18.一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分；根据与所述信号段对应的所述CS样本的所述第一部分执行信号的重建，并估计所述信号的重建质量；以及根据重建质量要求，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，根据重建质量要求选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分的步骤包括：当估计的重建质量不满足所述重建质量要求时，向所述另一电子设备发出请求用于请求与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分；当估计的重建质量满足所述重建质量要求时，不向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的所述第二部分。20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，通过对在所述信号的重建中得到的稀疏基中的系数执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，王华，许云翔，彭宝杞，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71