基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置，方法包括：将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片；对所述RGB图片进行离散余弦变换，经所述离散余弦变换后的特征矩阵根据神经网络预测不同压缩率下的误差，直至误差在设定可接受范围内；本申请能够有效提升对监测频谱数据的压缩存储能力。据的压缩存储能力。据的压缩存储能力。

Spectrum data compression method and device based on image DCT transform

【技术实现步骤摘要】
基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置


[0001]本申请涉及无线电监测领域，具体涉及一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置。

技术介绍

[0002]近些年，随着无线电频谱监测设备设施建设快速发展，无线电频谱监测网络规模越来越大，固定站、移动站、可搬移站等设备数量急速增加。站台设备数量的增加，使无线电频谱监测扫描、测量以及定位工作的开展更加方便快捷，使用无线信号监测设备开展工作的过程中，随之产生了类型多样的海量无线电频谱监测数据，如何快捷有效的存储这些数据以用作日后分析的工作显得十分重要。
[0003]经实测数据显示，在40MHz实时带宽下，频谱数据采集量大小约3GB/小时，长时间、多设备的采集工作必然会生成大量的频谱数据。然而监测设备的存储能力存在上限，长时间的频谱监测采集将给其存储能力带来极大的挑战，所以如何进行频谱数据压缩，提升监测系统的数据存储能力是亟待解决的问题。
[0004]数据压缩是指在不丢失有用信息的前提下,缩减数据量以减少存储空间,提高传输、存储和处理效率,或按照一定的算法对数据进行重新组织,减少数据的冗余和存储的空间的一种技术。
[0005]数据压缩的主要作用是减少数据传输或转移过程中的数据量，待记录、传输的数据存在冗余度，既某些数据在可预见的位置上出现，这部分冗余数据可通过数据压缩处理后除去或减少；同时，相邻数据中间存在的相关性、频谱数据有一定的规律性与周期性等等，因此可以用某些变换尽可能去掉相关冗余。
[0006]在压缩数据完整性层面上可以把压缩技术分为有损压缩和无损压缩两类。顾名思义，有损压缩是指压缩数据解压缩出来后和原数据是不一样的，具体差异依据算法不同表现各异，而无损压缩就是说压缩数据解压缩出来是和原数据百分百相同的。另外，有损压缩因为抛弃了一些不重要的内容，所以在压缩率上是比无损压缩要更低一些的，也因为二者各有各的优势，所以应用的场景也是不同的。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的问题，本申请提供一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置，能够有效提升对监测频谱数据的压缩存储能力。
[0008]为了解决上述问题中的至少一个，本申请提供以下技术方案：
[0009]第一方面，本申请提供一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法，包括：
[0010]将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片；
[0011]对所述RGB图片进行离散余弦变换，经所述离散余弦变换后的特征矩阵根据神经网络预测不同压缩率下的误差，直至误差在设定可接受范围内。
[0012]进一步地，所述将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，包括：
[0013]将接收到频谱数据表示为二维数组并数据归一化处理到0
‑
255区间范围内并取整，其中，横轴方向为频率、纵轴方向为时间，行数取列数的1/3向上取整；
[0014]若列数为3的整倍数，则直接三等分，若列数不可被三整除，则在右侧补全零列直至满足列数为3的整数倍。
[0015]进一步地，所述将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片，包括：
[0016]对等分成三组频率部分在首行添加标记行，原数据列为255，添加的全零列为0；
[0017]将扩充后的数组按列三等分，将三等分后的三个矩阵分别按数值大小映射到R、G、B的幅值并拼成一张RGB图片，其中，将左一矩阵对应到第一维R通道，左二矩阵对应到第二维G通道，最右侧矩阵对应到第三维B通道。
[0018]进一步地，所述经所述离散余弦变换后的特征矩阵根据神经网络预测不同压缩率下的误差，直至误差在设定可接受范围内，包括：
[0019]通过预先训练好的机器学习模型选择特定的阈值对特征值进行筛选；
[0020]按在[0.01,19.51]范围内按照0.5步进的长度遍历所有阈值，分别将待压缩图片的长、宽、阈值输入训练好的机器学习模型，输出图像质量预测值并根据需求动态选择压缩率，直至误差在设定可接受范围内。
[0021]第二方面，本申请提供一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩装置，包括：
[0022]RGB映射模块，用于将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片；
[0023]数据压缩模块，用于对所述RGB图片进行离散余弦变换，经所述离散余弦变换后的特征矩阵根据神经网络预测不同压缩率下的误差，直至误差在设定可接受范围内。
[0024]第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的步骤。
[0025]第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的步骤。
[0026]第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的步骤。
[0027]由上述技术方案可知，本申请提供一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法及装置，通过采用RGB三通道混叠的方式，提升了压缩率，且没有过多造成额外的数据恢复误差损失，由此能够有效提升对监测频谱数据的压缩存储能力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例中的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的流程示意图之
一；
[0030]图2为本申请实施例中的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的流程示意图之二；
[0031]图3为本申请实施例中的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的流程示意图之三；
[0032]图4为本申请实施例中的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法的流程示意图之四；
[0033]图5为本申请实施例中的基于图像DCT变换的频谱数据压缩装置的结构图；
[0034]图6为本申请一具体实施例中经过归一化处理的频谱数据通过灰度图显示出来的示意图；
[0035]图7为本申请一具体实施例中将频谱数据灰度图频率三等分后映射到R、G、B三通道中的示意图；
[0036]图8为本申请一具体实施例中将三通道拼接成一张RGB图片的示意图；
[0037]图9为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0038]为使本申请实施例的目的、技术方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法，其特征在于，所述方法包括：将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片；对所述RGB图片进行离散余弦变换，经所述离散余弦变换后的特征矩阵根据神经网络预测不同压缩率下的误差，直至误差在设定可接受范围内。2.根据权利要求1所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法，其特征在于，所述将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，包括：将接收到频谱数据表示为二维数组并数据归一化处理到0
‑
255区间范围内并取整，其中，横轴方向为频率、纵轴方向为时间，行数取列数的1/3向上取整；若列数为3的整倍数，则直接三等分，若列数不可被三整除，则在右侧补全零列直至满足列数为3的整数倍。3.根据权利要求1所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法，其特征在于，所述将同一时刻的接收到的频谱数据等分成三组频率部分，并根据信号强度分别映射到R、G、B三通道并拼成一张RGB图片，包括：对等分成三组频率部分在首行添加标记行，原数据列为255，添加的全零列为0；将扩充后的数组按列三等分，将三等分后的三个矩阵分别按数值大小映射到R、G、B的幅值并拼成一张RGB图片，其中，将左一矩阵对应到第一维R通道，左二矩阵对应到第二维G通道，最右侧矩阵对应到第三维B通道。4.根据权利要求1所述的基于图像DCT变换的频谱数据压缩方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红杰，郭健，张政，陈鹏，洪卫军，赵光焰，崔睿，
申请(专利权)人：北京博识创智科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：