及意义无线音频传感器网络概述无线音频传感器网络结构及其特点无线音频传感器网络研究现状及应用前景无线音频传感器网络数据采集所面临挑战论文主要研究内容论文结构安排压缩感知理论及其应用现状压缩感知理论概述压缩感知理论框架信号稀疏表示压缩感知线性测量及常用观测矩阵压缩感知重建算法压缩感知理论应用现状压缩感知理论研究方向及初步应用压缩感知理论在音频信号处理中应用现状本章小结基于压缩感知音频信号压缩策略整体方案设计音频信号压缩方案设计音频信号稀疏性分析音频信号观测矩阵设计含噪音频信号重建含噪音频信号压缩测量及重建音频信号观测噪声下重建万方数据仿真分析观测矩阵性能分析噪声性能分析本章小结基于压缩感知音频信号随机采样策略随机采样理论基础等效随机采样原理基于压缩感知模拟信号随机观测基于压缩感知音频信号随机采样方案设计音频信号随机采样方法和整体方案设计音频信号随机采样实现随机采样等效观测矩阵构建随机采样信万方数据,万方数据目次摘要目次图清单表清单绪论课题研究背景及意义无线音频传感器网络概述无线音频传感器网络结构及其特点无线音频传感器网络研究现状及应用前景无线音频传感器网络数据采集所面临挑战论文主要研究内容论文结构安排压缩感知理论及其应用现状压缩感知理论概述压缩感知理论框架信号稀疏表示压缩感知线性测量及常用观测矩阵压缩感知重建算法压缩感知理论应用现状压缩感知理论研究方向及初步应用压缩感知理论在音频信号处理中应用现状本章小结基于压缩感知音频信号压缩策略整体方案设计音频信号压缩方案设计音频信号稀疏性分析音频信号观测矩阵设计含噪音频信号重建含噪音频信号压缩测量及重建音频信号观测噪声下重建万方数据仿真分析观测矩阵性能分析噪声性能分析本章小结基于压缩感知音频信号随机采样策略随机采样理论基础等效随机采样原理基于压缩感知模拟信号随机观测基于压缩感知音频信号随机采样方案设计音频信号随机采样方法和整体方案设计音频信号随机采样实现随机采样等效观测矩阵构建随机采样信万方数据中国计量学院硕士学位论文余恺,李元实,王智等基于压缩感知新型声信号采集方法仪器仪表学报孙林慧,杨震基于压缩感知分布式语音压缩与重构信号处理,郭海燕,杨震基于近似域语音信号压缩感知电子信息学报杨真真,杨震语音重构域加速迭代硬值域算法信号处理马春,孙南,程涛军基于稀疏对角矩阵语音信号压缩感知计算机工程与设计孙林慧,杨震,季云云等基于过完备线性预测字典压缩感知语音重构仪器仪表学报王天荆,郑宝玉,杨震基于自适应冗余字典语音信号稀疏表示算法电子与信息学报曾理,张雄伟,陈亮基于压缩感知分解语音稀疏表示算法数据采集与处理曾理,张雄伟,陈亮分段匹配追踪式非相干字典语音压缩感知声学学报叶雷,杨震,郭海燕基于小波变换和压缩感知低速语音编码方案仪器仪表学报徐倩,季云云基于最优观测语音信号压缩感知南京邮电大学学报自然科学版雷颖,钱永青,孙洪帧间自适应语音信号压缩感知信号处理高悦,陈砚圃,闵刚基于线性预测分析和差分变换语音信号压缩感知电子与信息学报万方数据中国计量学院硕士学位论文梁瑞宇,邹采荣,赵力等语音压缩感知及其重构算法东南大学学报孙林慧,杨震基于自适应基追踪去噪含噪语音压缩感知南京邮电大学学报自然科学版周小星,王安娜,孙红英等基于压缩感知过程语音增强清华大学学报自然科学版程经士压缩感知理论在语音信号去噪中应用现代电子技术罗鹏飞,杨世海,朱国富等数字信号处理实践方法北京电子工业出版社,张格森压缩感知理论若干应用技术研究黑龙江哈尔滨工程大学王丹基于等效采样高速数据采集系统实际与实现吉林长春工业大学林杰随机投影观测方法及其在超带宽信号采样中应用陕西西安电子科技大学赵贻玖,戴志坚,王厚军基于压缩传感理论随机等效采样信号重构仪器仪表学报赵贻玖，王厚军，戴志坚高速模拟信号压缩采样实现电子科技大学学报甘良才伪随机信号处理北京电子工业出版社耿森林储粮害虫活动声信号检测及其功率谱研究科技通报刘胜,张兰勇,章佳荣等程序设计北京电子工业出版社付炜,李方胜小波阈值法在语音去噪中应用电子技术万方数据作者简历姓名彭慧，性别女，民族汉，出生年月，籍贯陕西省榆林市。至江南大学电子信息工程专业学士至中国计量学院检测技术与自动化装置专业硕士。获奖情况江南大学优秀学生奖。中国计量学院科技文化节女子乒乓球赛单打亚军。参加项目杭州沃凡科电子“无线环境检测系统”研发与设计。基于协议无线传感器网络实验平台设计。基于无线音频传感器网络上位机软件设计。攻读硕士学位期间获得学术成果参照参考文献格式韩安太,彭慧,李剑锋等无线传感器网络中基于服务质量管理多目标优化控制传感技术学报彭慧,赵子恺,洪俊基于压缩感知无线粮虫声信号采集方案农机化研究,已录用,检索,检索万方数据压缩感知在无线音频传感器网络数据采集中应用研究作者彭慧学位授予单位中国计量学院引用本文格式彭慧压缩感知在无线音频传感器网络数据采集中应用研究学位论文硕士硕士学位论文压缩感知在无线音频传感器网络数据采集中应用研究作者彭慧导师赵子恺副教授学科检测技术与自动化装置中国计量学院二〇四年三月万方数据,万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文压缩感知在无线音频传感器网络数据采集中应用研究作者彭慧导师赵子恺副教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向无线传感器网络二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究工作和取得研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文规定。特授权中国计量学院可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文复印件和磁盘。保密学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢光阴荏苒，岁月如梭，转眼间两年半研究生学习生活将要结束。这两年半学习经历让我收获了很多，我珍视这难得学习机会并珍视在我学习生活中陪伴我帮助我良师益友。首先我要深深感谢我研究生生涯中两位导师，韩安太副教授和赵子恺副教授。在攻读硕士学位两年半中，两位导师在学习上生活上都给予了我无私帮助和关怀。两位导师渊博学识严谨治学态度深厚学术内涵深深影响着我，让我不断努力不断进步。两位导师高尚品格宽厚胸怀不断追求创新自我要求，让我深深敬佩。两位导师缜密思维以及对待教育事业奉献精神，必将深深影响着我，永远激励我不断奋进。感谢机电工程学院所有老师，在我遇到困难时给予了我无私帮助和关怀。感谢实验室师兄游来健李剑锋，同学郇昌红杨洪勋洪俊吕威，师弟卢超，他们在课题研究上给我提供了许多宝贵意见，并在我研究中遇到瓶颈时帮助我理清思路在生活上，他们也给了我很多帮助，当我遇到困难时纷纷向我伸出援助之手，帮我渡过难关，真诚感谢他们两年半以来陪伴，祝福他们学业有成。衷心感谢我父母，在攻读硕士学位期间给我物质上支持和精神上鼓励，是他们让我有勇气面对切困难。感谢我丈夫，在我离家期间人担负起家庭责任，细心照顾孩子和老人。感谢我孩子，是他让我更加勇敢，让我更加珍惜这难得学习机会。祝福他们幸福安康。谨以此文献给所有关心支持帮助过我老师亲人同学和朋友们！愿他们在今后生活中身体健康，笑口常开。彭慧年月万方数据压缩感知在无线音频传感器网络数据采集中应用研究摘要无线音频传感器网络是无线多媒体传感器网络种简单表现形式，负责采集监测区域内音频信号，并根据用户需求提取音频信号特征参数或将完整音频信号通过无线网络传输至用户端。与温度湿度光照强度等标量信息不同，宽带音频信号高速采样和大流量采样数据无线收发为系统设计带来新挑战，主要表现为计算存储电能带宽等资源有限传感器节点难以满足音频信号高速采样处理和实时传输需要。事实上产生上述问题根源在于信号采样必须遵循奈奎斯特采样定理，即采样频率不能低于信号带宽倍。压缩感知理论颠覆了奈奎斯特采样定理，基于信号稀疏性提出了全新信号采集与处理框架，其指出只要信号具有稀疏性或在个变换域上具有稀疏性，就可以以远低于奈奎斯特频率采样速率对其进行采样，且可根据低速采样得到采样值对原信号进行精确重构。压缩感知理论将信号采样与压缩过程合并，开辟了条低成本信号采样与处理道路。本文将压缩感知理论应用于无线音频传感器网络，探索资源节约型数据采集方案。本文主要研究内容如下结合压缩感知理论，提出了种以数据压缩为核心音频信号采集方案。该方案中音频采集节点首先对信号进行完整采集，其次通过压缩感知线性测量过程实现音频信号高比率压缩。本文分析了音频信号在常用稀疏基上稀疏性设计了基于伯努利二进制矩阵压缩测量方法给出了含噪信号压缩感知重建模型，最后对所提出伯努利二进制矩阵观测性能进行了仿真分析。为进步减少音频数据采集量，降低节点数据采集和数据传输能耗，结合压缩感知理论，提出了种基于随机采样音频信号采集方案。该方案中音频采集节点直接对模拟音频信号进行低速随机采样，并将少量低速采样得到采样值传输至用户端，复杂信号重建过程和信号分析在用户端完成。本文在前人工作基础上，提出了加性随机采样时刻序列生成方法推导了随机采样等效观测矩阵，并对随机采样等效观测矩阵性能进行了仿真分析。万方数据为验证本文提出两种音频信号采集方案可行性及效果，在已有无线音频传感器网络平台上进行了数据采集实验，并开发了针对本文数据采集方案上位机软件，使之构成了个完整音频数据采集系统。实验结果表明，本文提出两种基于压缩感知音频信号采集方案合理可行，均可以实现音频信号多点分布式采集传输和信号高精度重建。同基于数据压缩音频信号采集方案相比，基于随机采样音频信号采集方案更适合于资源有限无线音频