基于信号的数据压缩的制作方法_4

文档序号:9522996阅读:来源:国知局
FT将其进行数字 表示和处理,W便在820处确定距离向(例如,距离上分离的信号)。在830,W连续方式将 针对对应信号的基于距离的数据存储到存储器。一旦收集了足够的测量值,执行第二处理 功能W便针对与多普勒效应和对象速率相对应的存储数据提取速度。存储器要素是由X(m, η)表示的复数,m和η是位置(第m个调嗽的第η个采样)。因此,可W将每个距离测量值 表征为具有Ν个要素,针对该速度检测执行Μ次测量。 阳09引每个复数X(m,n)包括实部real狂(m,n))和虚部imag(X(m,n)),因此对其进行处 理。还可W利用极坐标表示复数,幅值等于:
[0093]
阳〇94] 相位为:
[00巧] Θ (m,η)=atan(imag狂(m,η)),real狂(m,η)))
[0096] 在距离处理之后,信号在距离上是分离的,并出现分组,此时,由于信道特性,靠近 发射机/接收机的对象比远方对象提供了更强的信号。可W将不同距离处或/和具有不同 速度的对象视作信号中的尖峰。
[0097] 图9示出了压缩方案900,可W结合本文所述的一个或多个实施例(诸如,上文图 7和/或图8)执行所述压缩方案。对于包括N个复数狂(m,l),...,X(m,N))的信号测量 m,测量值可W表示图8所示的矩阵的行,其中每列η与特定距离相对应。在距离向块910 处执行距离向处理处理(例如,FFT),输出是在压缩块920处使用的距离相关的数据,其中 在块922处预测模型,并被用于预测新测量值,在块924处对新测量值进行编码并将其存储 在存储器930中。更新块926基于从距离向块910接收到的附加距离数据,更新所产生的 模型,更新块926可W用于连续地改善模型。
[0098] 在一些实现方案中,针对诸如图8所示矩阵中的每列η,建立单独的模型。在一些 实现方案中,处理多个列。由于信号幅值通常针对每列而快速改变,可W如上所述使用幅值 和相位表示。将模型表示为由于相位改变使用相位导数来表示相位,模型的先前值被 设置为幅值为。1(m-1,η),相位为Θ(m-1,η),相位导数为?(ηι-1,η),其中t是两次测量 之间的时间。因此,可W通过下式计算对新数据的预测:
[0099]
[0100] 在块924,对测量数据和模型X(m,η)-X(m,η)predicts之间的差值进行编码,将其保 存到存储器930。可W使用多种编码方法,W便适应特定实施例,诸如霍夫曼编码或算术编 码。针对差值使用可变数目的比特,W便针对特定应用使用较少比特表示数据,从而使用较 少的存储器。 阳101] W多种方式中的一个或更多个方式来在更新块926处执行模型更新。在一些实施 方案中,更新模型W尝试改善对下一测量值的预测。可W示例性地执行更新: 阳 102]曰"。d el(m,η) =α曰"。d el(m-1,η) + (1-α)a(m,η) 阳103] 其中α是从0到1的因子取值,用于控制模型受新测量值影响的快速程度。相位 和相位改变被表示为:
[0106]其中β是从0到1取值的因子,用于控制模型受新测量值的影响的快速程度。在 一些实施例中。通过相位展开来处理相位测量值。因此,模型采用被处理信号的幅值和相 位。在一些实现方案中,将卡尔曼滤波器用于类似方案,其中所展示的等式是简化版本的卡 尔曼滤波器,在其它实现方案中,使用有损方法。 阳107] 图10示出了根据另一示例实施例的具有存储器和有损压缩控制的另一压缩方案 100。可和图9所示方式相似的方式来执行图10所示方案,设及距离向块1010、压缩块 1020(模型预测块1022、编码块1024、更新块1026)和存储器1030。还执行存储器处理块 1040W便处理有损压缩。例如,对存储器利用率的限制可W用于控制/限制有损压缩的方 面,诸如通过设置每列最大比特数目(例如,通过对由于缺少存储空间而丢失信息的概率 设置一些限制(诸如0.01%))。在多种实现方案中,通过将比特存储在彼此相邻的每列中 来处理可变的比特长度雷达数据,有助于W针对后续FFT的转置方式读取数据,W提取对 象速度。 阳10引图11示出了根据另一实施例的有损压缩存储管理方法1100,W便进行转置写入。W列变成行的转置方式将编码的数据行1110存储在所示存储器中,存储在N列上,通过虚 线示出了每列的最大比特数目。在编码之后,划分每个新测量数据行的每个元素,将比特添 加到为它的列保留的对应存储空间。在执行了所有(例如Μ个)测量之后,在比所预期的 情况更多地压缩数据的情况下,一部分行(与原始表示中的列相对应)可能具有一部分空 闲存储空间;而一部分行可能没有足够存储空间来容纳所有Μ个采样。在运种情况下,只要 填充了该行,就丢弃针对该行(原始表示中的列)的新数据。在填充行的一些实现方案中, 将没有匹配的新数据保存到存储器的另一部分。
[0109] 图12示出了可W实现为另一示例实施例的有损压缩存储器管理方案1200。例如, 将行1210示出为被完全填充,而行1220具有一部分存储空间。在一些示例中,将丢失数据 的机会保持为非常小,或限制为对最终计算具有较低影响(例如,在一些实现方案中,丢失 10%的数据,数据外观(dataappearance)改变较少)。在一些示例中,通过基于当前数据 和对每行需要多少比特的预测,动态调整每行开始和结束的位置,来适应空闲行(例如行 1220)。例如,如果在Μ次测量的50%之后一些行被填充超过50%,则延长运些行。当接收 到较多数据时,可W执行类似检查,因此基于所需的预测行长度来延伸行。
[0110] 根据特定实施例,如下所示地管理行长度。Κ是0到1之间的数,描述接收到数据 的哪个部分,Ν(η)是针对行η(来自原始表示的列)的当前预期比特长度,Β(η)是针对该行 使用的当前比特数目,可W执行如下所示的η个算法,其中在进行Μ次测量的50%之后,执 行W下步骤,此后W5%数据测量值递增: 阳111] l.针对每行,预测该行的最终尺寸:N(n) = 度(n)/K)+N_bits_margin;W及 阳11引2.基于预测,调整该行的开始点和长度,使得有效地使用存储器。
[011引例如,如果针对前50%的数据已经使用了B(n) = 100比特,则预测针对整行将采 用200比特。可W添加一些空白数目的比特N_bits_margin(例如,5% )W便确保保留的 比特比在端部所需的比特更少。 阳114] 图13示出了根据另一实施例的具有自适应存储管理的有损压缩方案1300。如 1310所示,当接收到数据时,可W调整每列的最大比特数目,其中移动存储器块W便最小化 存储空间的数目。如在1320所示,当执行到最后(M次测量中的)第Μ个测量时,可W保持 并移除空闲存储空间。在一些示例中,通过跳过针对空闲存储空间的存储器管理来减少延 迟。
[0115] 当结合上述方案中的一个或更多个来执行有损压缩时,基于从其接收到雷达数据 的对象的特性来定制有损压缩。例如,相较于附近对象,可W认为远方的对象在正确检测方 面重要性较低。运样,可W执行有损压缩方案,其中相较于针对附近对象保留的存储器,针 对远方对象保留的存储器具有较低优先权。例如,在车载雷达情景中,可W将最大速度"V" 和距离"d"用于计算碰撞时间*。。1^1。。=d/v。对于预期碰撞时间大于Is的数据部分,可W 保留小于最大存储器的20%,而对于预期碰撞时间大于2s的数据部分,可W保留小于最大 存储器的40%。
[0116] 图14示出了根据另一示例实施例的有损压缩方案1400,其中存储器管理与应用 需求相适配。如上所示地存储编码数据行1410,使用与不同应用需求相对应的不同最大比 特数目来保留对应列。例如,可W认为存储在列1420中的数据比存储在列1430中的数据 更重要,后者具有较少的保留比特(例如,对应于如上所述的远方/附近对象)。在一些实 现方案中,在上述第二处理步骤之后,做出决定或调整列长度,在第二处理步骤中,根据对 象数据提取速度,并提供与对象移动更相关的信息。运种方案可W用于更好选择比其它数 据更重要的数据。
[0117]图15示出了根据另一示例实施例的系统1500和方法,其中将碰撞时间用作控制 存储器使用的准则。在块1510处执行距离和速度处理,W便确定对象到发射机/接收机的 距离。例如使用本文所述的多普勒效应来确定速度。在所示矩阵中,由于区域1530可能设 及更接近和更高速度的对象,区域1530与更重要的数据相关。区域1540与重要性较小的数 据相关,诸如碰撞时间小于2秒但大于1秒的数据。区域1550与重要性较小的数据相关, 诸如与相距超过2秒、相对速度较低或不在碰撞路程中的对象相关。为了检测碰撞路程中 的对象,可W提取角度数据,诸如,在使用多个天线/传感器的雷达/声纳系统中。因此,考 虑到运些特性,在块1520处W非均匀方式执行压缩。
[0118]可W实现多种组块、模块或其它电路,W便实施实施运里所述的和附图所示的一 个或多个操作和活动。在运种背景下,"块"(有时称作"逻辑电路"或"模块")是实现一个 或多个运些操作/活动或相关操作/活动(例如,数据压缩、距离估计、信道损耗估计或数 据存储)的电路。例如,可W使用专用硬件处理组块,诸如使用算术和霍夫曼编码块,运些 编码块针对编码使用的概率表(例如,在一些情况下应用固定表)使用附加存储器。可W 由多个行或所有行来共享被更新的表。作为另一示例,在一些上述实施例中,一个或多个模 块是分立的逻辑电路或可编程的逻辑电路,配置并布置为用于实现与图1、2、7-10和15所 示的电路模块相同的运些操作/活动。在一些实施例中,运种可编程电路是一个或多个计 算机电路,编程为执行指令(和/或配置数据)的集(集合)。指令(和/或配置数据)可 W是固件或软件的形式,所述固件或软件存储在存储器(电路)中并可从存储器(电路) 进行访问。例如,第一和第二模块包括基于CPU硬件的电路和固件形式的指令集的组合,其 中第一模块包括具有一个指令集的第一CPU硬件电路,第二模块包括具有另一指令集的第 二CPU硬件电路。
[0119] 一些实施例针对于一种计算机程序产品(例如,非易失
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