壓縮傳感信號重建的FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的信號處理是先逐點(diǎn)采樣，后壓縮，最后傳輸、存儲(chǔ)及處理。采樣頻率必須滿足香農(nóng)-奈奎斯特采樣定理，否則重建的信號會(huì)失真。壓縮傳感是2006年提出并完善的新的信號采集和處理理論，它允許人們以欠奈奎斯特采樣頻率對信號進(jìn)行采樣并重建，在相同的硬件水平上可獲得更高分辨率的重建信號。目前，壓縮傳感的信號重建主要通過計(jì)算機(jī)軟件完成，重建速度慢，難以滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用需求。FPGA具有高并行性、易裁剪等優(yōu)點(diǎn)，越來越多的應(yīng)用在復(fù)雜算法的硬件實(shí)現(xiàn)中。
　

2、　本文主要針對壓縮傳感的信號重建進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)重建算法的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，主要研究工作包括:
　　一、分析不同重建算法的性能，選定正交匹配追蹤算法作為硬件實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)算法。對正交匹配追蹤算法的流程進(jìn)行研究，針對算法特點(diǎn)設(shè)計(jì)出基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)框架。
　　二、針對算法中的最小二乘問題，設(shè)計(jì)規(guī)范方程求解方法的硬件實(shí)現(xiàn)，矩陣求逆使用施密特正交化。由于矩陣乘法和矩陣求逆是密集運(yùn)算，運(yùn)算過程采用浮點(diǎn)數(shù)來保證精度。
　　三、對最小二