为了清楚起见,为了清楚起见,压缩感知问题定义如下:给定长度为,我们通过一些投影算子的投影,大小为,xNxΦM×N
y=Φx,
其中是我们个测量值。与的行的内积来说明这一点,yMxΦ
yi=⟨ϕi,x⟩.
在 CS 采样过程中,我们有一个固有的降维,因为我们正在对进行投影。这种降维的程度通常用比率来表示(也称为子采样率或“Subrate”)。通过在采集期间获得,我们同时执行采集和降维,而不是全分辨率采样,然后进行压缩(DCT、DWT 等)。测量从传感器读取,量化(仍然是一个悬而未决的问题,但可以通过简单的标量量化获得不错的结果。有关更多新颖方法,请参阅 Laska 的论文),熵编码(选择你的风格),然后传输或存储.xMNyy
当涉及到 CS 信号采集时,您提到了一个很好的关键点,即如果这个投影的计算成本很高,那么 CS 对于采集系统的优势就会显得很小。然而,根据信号的上下文和类型,这种投影可以在模拟域中完成(不需要计算)。单像素相机 (SPC) 就是一个很好的例子。
研究人员还能够使用 CS 技术大大减少 MRI 的采样时间。具体来说,传统的 MRI 技术沿频域内的不同径向线进行采样。每条径向线都是需要一些采样时间的 MRI 设备的测量值。传统上,对于更高分辨率的 MRI,必须采集更多的径向线,从而导致更长的采集时间(对于小孩子的 MRI 来说是有问题的)。然而,这个过程也可以表征为频域内的线性投影。因此,CS 技术可用于从更少的测量中恢复 MRI 图像,从而可以在更短的 MRI 预约中实现高分辨率 MRI。事实上,这就是 CS 首次应用的背景。有关更多信息,请参阅 Lustig 等人的这篇论文可能是一个很好的起点。
总之,CS 对特定上下文的有用性实际上取决于您如何实现投影。要做到这一点,可能需要一些开箱即用的思维来提出一种新颖的传感策略。值得庆幸的是,诸如 SPC 之类的框架可以推广到各种不同的信号上下文,因此我们不必每次都重新发明轮子。