基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，包括编码器和解码器；所述编码器，通过对触感数据进行DCT压缩，之后对DCT数据进行放大后截取，再将数据进行改进型回归编码，最后进行量化；所述解码器，对编码传输的数据进行逆运算，得到触感数据。本发明专利技术可以有效提高传输效率的同时还能消除触感通信过程中失真带来的影响，极大限度地提高性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统


[0001]本专利技术涉及触感通信
，具体涉及一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统。

技术介绍

[0002]近年来，人们逐渐无法满足于视听信息带来的沉浸感，因此触感这一概念被提出并应用于多媒体通信领域。人机交互的过程需要依赖触感数据的传输，随着更高的数据采样率以及更多的自由度，使得触感数据量快速增加，对触感数据压缩算法提出更高的要求。传统上采用基于死区特性与预测的传输编码方法、基于离散余弦变换的编码方法等方法解决此问题，但研究表明都存在一定提升空间。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，可以有效提高传输效率的同时还能消除触感通信过程中失真带来的影响，极大限度地提高性能。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，包括编码器和解码器；
[0006]所述编码器，通过对触感数据进行DCT压缩，之后对DCT数据进行放大后截取，再将数据进行改进型回归编码，最后进行量化；
[0007]所述解码器，对编码传输的数据进行逆运算，得到触感数据。
[0008]进一步的，所述DCT压缩，具体为：
[0009][0010][0011]式中，x(n)和y(k)分别是输入数据以及DCT系数，N是输入数据的数量。
[0012]进一步的，所述对触感数据进行放大，具体为：
[0013]S
′
ori
(i)＝S
ori
(i)M；
[0014]式中，M是放大系数，S
ori
(i)是第i个原始样本信号，S
′
ori
(i)是第i个放大后的样本信号。
[0015]进一步的，所述放大系数M的计算具体为：
[0016][0017]式中，S
max
是信号样本中绝对值的最大值。
[0018]进一步的，所述对DCT数据进行截取，具体为：将一段序列中保留前n个信号，其余信号舍弃，在解码的时候在相应位置补0，还原出原始信号。
[0019]进一步的，所述对数据进行改进型回归编码，具体为：
[0020][0021][0022][0023]i＝0，1，...，7
[0024]式中，slope2是其它组序列的斜率；是每组序列中第i个点的预测估计值，x
i
是第i个点的真实样本值，是上一组序列中第7个样本预测估计值；y
i
每组序列第i个点的编码值。
[0025]进一步的，，所述对数据进行量化采用非均匀量化。
[0026]进一步的，，所述非均匀量化算法为A率13折线。
[0027]进一步的，所述逆运算，具体为：对量化数据进行反量化，然后依次进行改进型回归解码、反截取、缩小、反DCT，得到触觉数据。
[0028]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0029]本专利技术结合触感信号的统计特性，对触感信号进行高效、低延时和感知无损压缩，在不牺牲信噪比的前提下，大幅度提高了数据压缩率，以提升用户的触感交互体验。
附图说明
[0030]图1是本专利技术系统示意图；
[0031]图2是本专利技术一实施例中触感数据示意图，其中，(a)为标准数据库的位置信号，(b)标准数据库的力信号。
具体实施方式
[0032]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0033]请参照图1，本专利技术提供一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，包括
[0034]编码器，通过对触感数据进行DCT压缩，之后对DCT数据进行放大后截取，再将数据进行改进型回归编码，最后进行量化；
[0035]解码器，对编码传输的数据进行逆运算，得到触感数据。
[0036]在本实施例，优选的，具体的，如图2所示，触感信号主要包含位置信号、速度信号、力信号，通过对应设备采样得到的三种信号都有x，y，z三个方向上的自由度。本实施例通过位置数据和力数据进行研究。
[0037]优选的，在本实施例中，DCT压缩，具体为：
[0038][0039][0040]式中，x(n)和y(k)分别是输入数据以及DCT系数，N是输入数据的数量。
[0041]优选的，在本实施例中，对触感数据进行放大，具体为：
[0042]S
′
ori
(i)＝S
ori
(i)M；
[0043]式中，M是放大系数，S
ori
(i)是第i个原始样本信号，S
′
ori
(i)是第i个放大后的样本信号。
[0044]放大系数M的计算具体为：
[0045][0046]式中，S
max
是信号样本中绝对值的最大值。
[0047]优选的，在本实施例中，对DCT数据进行截取，具体为：将一段序列中保留前n个信号，其余信号舍弃，在解码的时候在相应位置补0，还原出原始信号。
[0048]优选的，在本实施例中，对数据进行改进型回归编码，具体为：
[0049][0050][0051][0052]i＝0，1，...，7
[0053]式中，slope2是其它组序列的斜率；是每组序列中第i个点的预测估计值，x
i
是第i个点的真实样本值，是上一组序列中第7个样本预测估计值；y
i
每组序列第i个点的编码值。
[0054]在本实施例中，对数据进行量化采用非均匀量化。优选的，非均匀量化算法为A率13折线。
[0055]优选的，在本实施例中，逆运算，具体为：对量化数据进行反量化，然后依次进行改进型回归解码、反截取、缩小、反DCT，得到触觉数据。
[0056]实施例1：
[0057]在本实施例中，使用的数据集为IEEE P1918.1.1 Haptic Codecs Task Group提供的标准数据库；
[0058]根据DCT系数是实数和具有能量压缩特性，通过DCT压缩的方法对数据进行压缩，其压缩原理如下：
[0059][0060][0061]式中，x(n)和y(k)分别是输入数据以及DCT系数，N是输入数据的数量。
[0062]步骤S22、基于步骤S21确定的数据压缩方式，由于触感装置产生的信号的绝对值太小，如果直接对原始样本进行变换和量化，则会产生较大的失真。因此需要对DCT编码后的信号进行一定比例因子的放大。
[0063]放大的公式如下：
[0064]S
′
ori
(i)＝S
ori
(i)M；
[0065]式中，M是放大系数，S
ori
(i)是第i个原始样本信号，S
′
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，其特征在于，包括编码器和解码器；所述编码器，通过对触感数据进行DCT压缩，之后对DCT数据进行放大后截取，再将数据进行改进型回归编码，最后进行量化；所述解码器中，对编码传输的数据进行逆运算，得到触感数据。2.根据权利要求1所述的基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，其特征在于，所述DCT压缩，具体为：征在于，所述DCT压缩，具体为：式中，x(n)和y(k)分别是输入数据以及DCT系数，N是输入数据的数量。3.根据权利要求1所述的基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，其特征在于，所述对触感数据进行放大，具体为：S
′
ori
(i)＝S
ori
(i)M；式中，M是放大系数，S
ori
(i)是第i个原始样本信号，S
′
ori
(i)是第i个放大后的样本信号。4.根据权利要求3所述的基于数据特性与改进型回归的触感数据混合压缩系统，其特征在于，所述放大系数M的计算具体为：式中，S
max
是信号样本中绝对值的最大值。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艺文，黄良涛，林擎旭，赵铁松，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：