基于壓縮感知技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)綜述

張 曼

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作廣東中心，廣州 510000）

1 壓縮感知

壓縮感知[1-3]理論最早由D. Donoho[1]等科學(xué)家在2004年提出，本文使用中文摘要數(shù)據(jù)庫(kù)CNABS 對(duì)關(guān)鍵詞壓縮感知進(jìn)行檢索，獲得對(duì)應(yīng)的中文專(zhuān)利樣本共1，268篇，圖1是壓縮感知專(zhuān)利國(guó)內(nèi)前十位專(zhuān)利申請(qǐng)人分布情況。

圖1 壓縮感知專(zhuān)利申請(qǐng)人分布情況

從圖1中可以看出，壓縮感知技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)前十位申請(qǐng)人全部都是高校申請(qǐng)，這也從一個(gè)側(cè)面反映壓縮感知技術(shù)的研究目前還處在理論研究階段，對(duì)于企業(yè)的應(yīng)用還比較少。

2 壓縮感知專(zhuān)利技術(shù)分析

根據(jù)壓縮感知理論，壓縮感知技術(shù)主要包括信號(hào)的稀疏表示、測(cè)量矩陣和重構(gòu)算法三部分，即信號(hào)的可稀疏表示是其實(shí)現(xiàn)的前提條件，然后采用測(cè)量矩陣采集獲得測(cè)量值，根據(jù)測(cè)量值利用重構(gòu)算法恢復(fù)信號(hào)。根據(jù)對(duì)專(zhuān)利樣本的分析，壓縮感知專(zhuān)利申請(qǐng)的方向主要集中在測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)、重構(gòu)算法和具體的應(yīng)用方面。

2.1 測(cè)量矩陣

對(duì)測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)也是壓縮感知專(zhuān)利申請(qǐng)的一個(gè)重要方向，如西安電子科技大學(xué)提出一種提高壓縮感知雷達(dá)目標(biāo)成像性能的測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)方法（公開(kāi)號(hào)：CN104199029A），其考慮到硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和雷達(dá)的抗噪性，提出了一種基于最大互信息準(zhǔn)則的測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)方法，通過(guò)同時(shí)約束測(cè)量矩陣與變換基的最小互相關(guān)系數(shù)和最大互信息，設(shè)計(jì)得到與變換基相關(guān)性充分小的測(cè)量矩陣。

2.2 重構(gòu)算法

信號(hào)的重構(gòu)算法是壓縮感知技術(shù)的核心，如重慶大學(xué)提出一種基于重權(quán)值的雙重稀疏約束的圖像塊壓縮感知重構(gòu)方法（公開(kāi)號(hào)：CN110113613A），有效利用了圖像塊之間的相似性，通過(guò)新增一個(gè)正則項(xiàng)和權(quán)值對(duì)噪聲影響進(jìn)行約束，在數(shù)學(xué)上將模型具體化為一個(gè)求解加權(quán)的L1-范數(shù)最小化問(wèn)題，并采用SBI 框架求解，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有著明顯的性能改進(jìn)和更好的視覺(jué)效果，并且表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和收斂性。

2.3 壓縮感知技術(shù)的應(yīng)用

壓縮感知技術(shù)作為一種信號(hào)采樣理論，其應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛。根據(jù)對(duì)專(zhuān)利樣本的分析，發(fā)現(xiàn)壓縮感知技術(shù)在無(wú)線(xiàn)通信、陣列信號(hào)處理和成像三大方向的申請(qǐng)數(shù)量較多，如將壓縮感知技術(shù)用于無(wú)線(xiàn)通信的信道估計(jì)、陣列信號(hào)處理的雷達(dá)應(yīng)用和成像的專(zhuān)利申請(qǐng)就分別達(dá)到114篇、176篇和382篇。如杭州海睿博研科技有限公司提出一種用于核磁同步自動(dòng)化成像與分割的系統(tǒng)和方法（公開(kāi)號(hào)：CN110544254A），將壓縮感知技術(shù)運(yùn)用于核磁共振成像中，包括：壓縮感知磁共振成像CS-MRI 單元，用于接收原始輸入圖像并進(jìn)行壓縮感知的磁共振成像；多個(gè)重建-分割單元，所述多個(gè)重建-分割單元依次級(jí)聯(lián)在壓縮感知磁共振成像CS-MRI 單元之后，一個(gè)或多個(gè)重建-分割單元中的每一個(gè)的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)重建-分割單元包括重建單元、分割單元、求和單元和數(shù)據(jù)保真度單元；以及級(jí)聯(lián)-合并單元，用于將每一級(jí)重建-分割單元的分割結(jié)果連接，然后通過(guò)卷積單元給出最終分割。本發(fā)明的方案在成像的同時(shí)得到分割結(jié)果，并通過(guò)分割結(jié)果限制成像部分損失函數(shù)的優(yōu)化，提高成像質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)字化的今天，對(duì)信號(hào)的采樣是數(shù)字化分析不可或缺的一步，而壓縮感知作為一種不同于傳統(tǒng)奈奎斯特定理的信號(hào)采樣理論，以后的應(yīng)用必將越來(lái)越受到各領(lǐng)域的重視，隨之而來(lái)的專(zhuān)利申請(qǐng)也會(huì)越來(lái)越多。本文通過(guò)對(duì)壓縮感知理論的介紹以及近年來(lái)相關(guān)專(zhuān)利的分析，有助于人們對(duì)壓縮感知技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展方向有一定的了解。