专利名称：对通过稀疏滤波链接的信号的分布式感测的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及信号处理，且更特定来说，涉及用以重构通过稀疏滤波操作链接的信号的方法。
背景技术：
可通过未知滤波操作链接两个信号，在所述情况下，滤波器在时域上可为稀疏的。 举例来说，此特定模型可用以描述在未知多路径环境中的所发射的信号与所接收的信号之间的相关性。可在分布式设置中对两个信号进行取样。每一信号可由不同传感器观测，传感器将某一数目个非自适应且固定的线性信号测量值发送到中心解码器。本发明提议用于重构通过稀疏滤波操作链接的信号的计算上有效的方法。本发明还分析如何可利用由稀疏滤波诱发的相关性来减少在中心解码器处进行完美重构所需的测量值的数目而无需在取样过程期间的任何传感器间通信。
发明内容
某些方面提供一种用于重构一对信号的方法，其中通过未知滤波器(例如，稀疏滤波器)将第一信号链接到第二信号。所述方法一般包括用第一传感器观测所述第一信号的第一样本；用第二传感器观测所述第二信号的第二样本；以及利用所述第一信号和所述第二信号被滤波器链接的知识以几乎必然地从所述第一和第二样本重构所述第一和第二信号。根据某些方面，知晓两个信号由未知滤波功能链接允许使用低于由奈奎斯特关系给出的最小样本数目的数目的第一和第二样本几乎必然地重构所述第一和第二信号。某些方面提供一种用于重构一对信号的设备，其中通过未知滤波器(例如，稀疏滤波器)将第一信号链接到第二信号。所述设备一般包含第一接收器，其经配置以观测所述第一信号的第一样本；第二接收器，其经配置以接收所述第二信号的第二样本；以及重构电路，其经配置以通过利用所述第一信号和所述第二信号被滤波器链接的知识以几乎必然地从所述第一和第二样本重构所述第一信号和所述第二信号。某些方面提供一种用于信号处理的方法。所述方法一般包括接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的观个连续DFT系数；使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种用于信号处理的设备。所述设备一般包括接收器，其经配置以接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的I个连续DFT系数；计算器，其经配置以使用所述所计算的I个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的 DFT系数来重构所述第一信号；以及第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种用于信号处理的设备。所述设备一般包括用于接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数的装置，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；用于使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的观个连续 DFT系数的装置；用于使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应的装置，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号的装置；以及用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号的装置。某些方面提供一种用于信号处理的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读媒体，所述执行以进行以下操作包含可执行以进行以下操作的指令接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的观个连续DFT系数；使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种耳机。所述耳机一般包括接收器，其经配置以接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集； 计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的2K 个连续DFT系数；计算器，其经配置以使用所述所计算的I个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及换能器，其经配置以基于所述经重构的第一信号和第二信号而提供音频输出。
某些方面提供一种用于监视患者生命征象的监视器。所述用于监视患者生命征象的监视器一般包括接收器，其经配置以接收第一信号和第二信号的离散傅立叶变换 (DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的观个连续DFT系数；计算器， 其经配置以使用所述所计算的^ifDFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及用户接口，其用于显示从所述经重构的第一信号和第二信号导出的与所述患者生命征象有关的参数。某些方面提供一种用于信号处理的方法。所述方法一般包括对第一信号和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本；对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集，且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L ^ K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。某些方面提供一种用于信号处理的设备。所述设备一般包括取样器，其经配置以对第一信号和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本；第一电路，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发射器，其经配置以发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个 DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集，且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。某些方面提供一种用于信号处理的设备。所述设备一般包括用于对第一信号和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本的装置；用于对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数的装置；用于发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集的装置，且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。某些方面提供一种用于信号处理的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含可执行以进行以下操作的指令对第一信号和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本；对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT 系数的互补子集，且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。某些方面提供一种感测装置。所述感测装置一般包括取样器，其经配置以对第一
1信号和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本；第一电路，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的 DFT系数；发射器，其经配置以发射用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；传感器，其经配置以提供将经由所述发射器发射的数据，且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L ^ K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。某些方面提供一种用于信号处理的方法，例如，一种用于信号估计的方法。所述方法一般包括接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT) 系数；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L ^ K ； 通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均来产生秩为K的托普利茨 (Toeplitz)滤波器矩阵；基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT 系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种用于信号处理的设备，例如，一种用于信号估计的设备。所述设备一般包括接收器，其经配置以接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的一滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机，其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种用于信号处理的设备，例如，一种用于信号估计的设备。所述设备一般包括用于接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数的装置；用于使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵的装置；用于在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的 L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵的装置，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；用于通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵的装置；用于基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数的装置；用于使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应的装置；用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号的装置；以及用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号的装置。某些方面提供一种用于信号处理的计算机程序产品，例如，一种用于信号估计的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含可执行以进行以下操作的指令接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为 LX (L+1)的滤波器矩阵；在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K 个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K 的托普利茨滤波器矩阵；基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT 系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。某些方面提供一种耳机。所述耳机一般包括接收器，其经配置以接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以基于所述秩为K 的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机， 其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应； 第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及一换能器，其经配置以基于所述经重构的第一信号和第二信号而提供音频输出。某些方面提供一种用于监视患者生命征象的监视器。所述用于监视患者生命征象的监视器一般包括接收器，其经配置以接收用于第一信号和第二信号中的每一者的前 L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机，其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号； 第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及用户接口，其用于显示从所述经重构的第一信号和第二信号导出的与所述患者生命征象有关的参数。
为了可详细地理解本发明的上述特征的方式，可通过参考各方面来得到上文简要概述的更特定描述，所述方面中的一些在附图中说明。然而，应注意，附图仅说明本发明的某些典型方面且因此不应将其视为对本发明的范围的限制，因为描述可容许其它同等有效的方面。图1说明根据本发明的某些方面的连续时间稀疏滤波操作和其离散时间对应部分。图2说明根据本发明的某些方面的分布式感测设置。图3说明根据本发明的某些方面的用于从观测到的样本重构信号的实例操作。图3A说明能够执行图3中展示的操作的实例组件。图4说明根据本发明的某些方面的一般重构的可实现的取样区域、几乎必然重构的可实现的取样对，和基于零化滤波器的几乎必然重构的可实现的取样对。图5说明根据本发明的某些方面的由成对的传感器进行的离散傅立叶变换(DFT) 系数的发送。图6说明根据本发明的某些方面的用于基于零化滤波器执行对信号的感测和重构的实例操作。图6A说明能够执行图6中展示的操作的实例组件。图7说明根据本发明的某些方面的用于基于零化滤波器而执行对信号的迭代噪声消除、感测和重构的实例操作。图7A说明能够执行图7中展示的操作的实例组件。图8A到图8B说明根据本发明的某些方面的针对不同参数的关于对通过稀疏滤波链接的信号的重构的归一化均方误差(MSE)。图9A到图9B说明根据本发明的某些方面使用图像源模型来合成房间脉冲响应 (RIR)。图10说明根据本发明的某些方面的合成的RIR以及用不同数目个测量值重构的响应。图11说明根据本发明的某些方面的估计合成的RIR的真实反射延迟的平均误差。图12A到图12B说明根据本发明的某些方面的音频实验设置。
图13A到图1 分别说明根据本发明的某些方面的双耳滤波器脉冲响应和其一分接头稀疏逼近。图14A到图14F说明根据本发明的某些方面的使用不同数目个测量值用一分接头滤波器跟踪双耳脉冲响应。图15说明根据本发明的某些方面的用于处理用稀疏滤波操作链接的信号的实例操作。图15A说明能够执行图15中展示的操作的实例组件。
具体实施例方式以下描述本发明的各种方面。应明白，可以广泛多种形式来体现本文中的教示，且本文中所揭示的任何具体结构、功能或两者仅为代表性。基于本文中的教示，所属领域的技术人员应了解，本文中揭示的方面可独立于任何其它方面加以实施，且可以各种方式组合这些方面中的两个或两个以上方面。举例来说，可使用本文中阐明的任何数目个方面实施设备或实践方法。此外，可使用除本文中所阐明的方面中的一者或一者以上之外的或不同于本文中所阐明的方面中的一者或一者以上的其它结构、功能性，或结构和功能性来实施此设备或实践此方法。此外，一方面可包含一权利要求的至少一个要素。词“示范性”在本文中用以指“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示范性” 的任何方面没有必要被理解为比其它方面优选或有利。可将本文中的教示并入到多种设备(例如，装置)内(例如，实施于多种设备内或由多种设备执行)。举例来说，本文中所教示的一个或一个以上方面可并入电话(例如，蜂窝式电话)、个人数据助理(“PDA”)、娱乐装置(例如，音乐或视频装置)、耳机(例如，头戴式送受话器、听筒等)、麦克风、医疗感测装置(例如，生物计量传感器、心率监视器、计步器、EKG装置、智能绷带等)、用户I/O装置(例如，手表、遥控器、灯开关、键盘、鼠标等)、环境感测装置(例如，胎压监视器)、可从医疗或环境感测装置接收数据的监视器、计算机、销售点装置、娱乐装置、助听器、机顶盒或任何其它合适装置中。在一些方面中，无线装置可经由基于脉冲的无线通信链路进行通信。举例来说，基于脉冲的无线通信链路可利用具有相对短的长度(例如，大约数纳秒或更小)和相对宽的带宽的超宽带脉冲。在一些方面中，超宽带脉冲可具有约大致20%或更大的部分带宽和/ 或具有约大致500MHz或更大的带宽。序言可通过未知滤波操作链接两个信号，在所述情况下，滤波器在时域上可为稀疏的。 举例来说，此特定模型可用以描述在未知多路径环境中的所发射的信号与所接收的信号之间的相关性。可在分布式设置中对两个信号进行取样。每一信号可由不同传感器观测，传感器将某一数目个非自适应且固定的线性信号测量值发送到中心解码器。本发明中利用的设置在概念上类似于由将被单独编码且联合解码的相关源组成的分布式源编码中的斯莱平-沃尔夫(Slepian-Wolf)问题。虽然排除了编码器之间的通信，但可将测得的数据之间的相关性考虑为用以减少发射到解码器的信息量的有效手段。所提议的作品与经典分布式源编码设置之间的主要差异在于本发明研究取样问题，且因此其可仅关于需要采用的取样测量值的数目；而经典分布式源编码设置与编码有
18关，且因此其将位用作其“货币(currency)”。从取样角度看，所提议的作品与分布式压缩感测的问题紧密有关。在那个架构中，基于由分布式传感器计算的线性投影而重构联合稀疏数据。本发明的某些方面将新颖的相关性模型用于分布式信号。可假定由某种未知稀疏滤波操作链接信号来代替将任何稀疏性假定强加于信号自身。此些模型可在描述若干个实际情形(例如，多路径传播和双耳音频记录)中的信号相关性的过程中有用。根据稀疏滤波模型，可引入用于设计取样系统的两个策略。在一般策略中，目标在于成功地感测和恢复所有信号，而在几乎必然策略中，可允许具有不可恢复信号的小的集合(具有零度量)。对于本发明的某些方面，关于以上提到的两个策略所需要的样本数目可确立对应的可实现性界限。这些界限可指示滤波器的稀疏性可仅在几乎必然策略中有用。由于实现所述界限的那些算法在计算上可为复杂的，因此针对本发明的某些方面(可以有效且稳健的方式恢复原始信号的具体的分布式取样和重构方案)而将其引入。在对所考虑的模型的精确界定后，可陈述分布式感测问题的一般公式表示。接着， 可示范，如果需要完全地重构所有可能的向量，则无法利用以上提到的所观测的向量之间的相关性。在那种情况下，独立地发送分布式信号的所有系数的简单策略是最佳的。然而， 如果仅考虑几乎所有向量的完全恢复，则可实现取样效率的实质性增益。可导出几乎必然重构的可实现性界限。由于获得所述界限的算法在计算上可为复杂的，因此提议基于零化滤波器的次最佳但计算上有效的分布式算法。此外，可展示如何可使用加德奏(Cadzow)迭代程序使所提议的方法稳健而能承受模型失配。此外，论述所提议的模型化和恢复算法的若干可能的扩展和归纳。最后，可实行若干数值实验以说明在合成和实际两种情形下所提议的方案的性能。信号模型和问题陈述可考虑两个信号^⑴和&(0，其中可获得作为信号Xl(t)的经滤波版本的 X2(t)0具体来说，可假定X2(t) = (X1^h) (t),(1)其中吣)=|>0(〖-~)为具有未知延迟、(k = 1，."，K)和系数ck(k= 1，-,K)
k=l
的K个狄拉克(Dirac)的流。由方程(1)表示的以上模型可表征在各种实际应用中的所关注的一对信号之间的相关性。实例包括在多路径传播下的所发射的信号与所接收的信号之间的相关性，或在由单一源构成的简单声学环境中的由两个紧密间隔的麦克风记录的信号之间的空间相关性。对于本发明的某些方面，研究由方程(1)给出的模型的有限维度离散版本。图1 说明连续时间稀疏滤波操作和其离散时间对应部分。如在图1中所说明，可假定原始连续信号Xl(t)带宽受限于[-0，σ]。以均勻时间间隔丁对^⑴的取样导致离散的样本序列 Xsl [n] = X1(IiT)，其中取样速率1/Τ经设定为高于奈奎斯特速率Ο/π。为了获得有限长度信号，可随后将时间窗应用到无限序列xsl [η]，且可获得下式叉^！^二^^^ ！^！^，其中]!=。“，...，N-1，(2)其中为长度N的平滑时间窗(例如，众所周知的恺撒(Kaiser)窗)。可易于验证可将有限序列X1 [η]的离散傅立叶变换表达为CN 102405012 A
权利要求
1.一种用于重构一对信号的方法，其中由未知滤波器将第一信号链接到第二信号，所述方法包含用第一传感器观测所述第一信号的第一样本；用第二传感器观测所述第二信号的第二样本；利用所述第一信号和所述第二信号被滤波器链接的知识来几乎必然地从所述第一和第二样本重构所述第一信号和所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所观测的第一和第二样本的数目低于由奈奎斯特关系式给出的样本的最小数目。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包含使用K+1个所述DFT系数和零化滤波器技术几乎必然地恢复所述未知滤波器。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数和零化滤波器技术来计算所述滤波器的观个连续的DFT系数并建立矩阵，其中所述矩阵为托普利茨矩阵且具有秩K ；使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
6.一种用于重构一对信号的设备，其中第一信号被未知滤波器链接到第二信号，所述设备包含第一接收器，其经配置以观测所述第一信号的第一样本；第二接收器，其经配置以接收所述第二信号的第二样本；重构电路，其经配置以几乎必然地从所述第一和第二样本重构所述第一信号和所述第二信号，其中所述重构电路利用所述第一信号和所述第二信号被滤波器链接的知识。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所观测的第一和第二样本的数目低于由奈奎斯特关系式给出的样本的最小数目。
8.根据权利要求7所述的设备，其进一步包含计算器，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数。
9.根据权利要求8所述的设备，其进一步包含经配置以使用K+1个所述DFT系数几乎必然地恢复所述未知滤波器的电路，所述电路包含使用零化滤波器技术来恢复所述滤波器的计算器。
10.根据权利要求6所述的设备，其进一步包含接收器，其经配置以接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算所述滤波器的观个连续的DFT系数并建立矩阵，其中所述矩阵为托普利茨矩阵且具有秩K ；经配置以使用所述所计算的^ifDFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应的电路，其中 K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号的电路；以及经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号的电路。
11.一种用于信号处理的方法，其包含接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器矩阵的观个连续的 DFT系数；使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中由所述滤波器来链接所述第一信号和所述第二信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述矩阵具有秩K。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述矩阵为托普利茨矩阵。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
17.一种用于信号处理的设备，其包含接收器，其经配置以接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述 DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器矩阵的I个连续的DFT系数；计算器，其经配置以使用所述所计算的I个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应， 其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一信号和所述第二信号被所述滤波器链接。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述矩阵具有秩K。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述矩阵为托普利茨矩阵。
21.根据权利要求17所述的设备，其中所述设备为耳机。
22.根据权利要求17所述的设备，其中所述设备为用于监视患者生命征象的监视器。
23.根据权利要求17所述的设备，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
24.根据权利要求17所述的设备，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
25.一种用于信号处理的设备，其包含用于接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数的装置，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；用于使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的2K个连续的 DFT系数的装置；用于使用所述所计算的2K个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应的装置，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号的装置；以及用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号的装置。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
27.根据权利要求沈所述的设备，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
28.一种用于信号处理的计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含可执行以进行以下操作的指令接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的观个连续的DFT 系数；使用所述所计算的观个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应，其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
29.—种耳机，其包含接收器，其经配置以接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的I个连续的DFT系数；计算器，其经配置以使用所述所计算的I个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应， 其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及换能器，其经配置以基于所述经重构的第一和第二信号而提供音频输出。
30.一种用于监视患者生命征象的监视器，其包含接收器，其经配置以接收第一和第二信号的离散傅立叶变换(DFT)系数，所述DFT系数包括用于所述第一和第二信号中的每一者的K+1个系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；计算机，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来计算滤波器的I个连续的DFT系数；计算器，其经配置以使用所述所计算的I个DFT系数来获得所述滤波器的脉冲响应， 其中K为所述滤波器的所述脉冲响应的非零元素的数目；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及用户接口，其用于显示从所述经重构的第一和第二信号导出的与所述患者生命征象有关的参数。
31.一种用于信号处理的方法，其包含对第一和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本； 对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出， L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。
32.根据权利要求31所述的方法，其进一步包含 对所述第一和第二信号的所述样本执行窗化操作。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的几乎必然重构满足下列条件M1 彡 min{K+l，N}，M2 彡 min {K+1，N}，且 MfM2 彡 min {N+K+l，2N}，其中 N 为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目，且min{}函数检索两个数目中的较小数目；且其中所述第一和第二信号的所述几乎必然重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号不同的概率为零。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的一般重构满足下列条件M1彡N，且M2彡N，其中N为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目；且其中所述第一和第二信号的所述一般重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号在任何情况下均无法不同。
35.根据权利要求31所述的方法，其中对所述第一和第二信号进行取样包含对所述第一和第二信号的一个或一个以上帧进行取样。
36.一种用于信号处理的设备，其包含取样器，其经配置以对第一和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本； 第一电路，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT) 以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发射器，其经配置以发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出， L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。
37.根据权利要求36所述的设备，其进一步包含第二电路，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行窗化操作。
38.根据权利要求37所述的设备，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的几乎必然重构满足下列条件M1 彡 min{K+l，N}，M2 彡 min {K+1，N}，且 MfM2 彡 min {N+K+l，2N}，其中 N 为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目，且min{}函数检索两个数目中的较小数目； 且其中所述第一和第二信号的所述几乎必然重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号不同的概率为零。
39.根据权利要求37所述的设备，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的一般重构满足下列条件M1彡N，且M2彡N，其中N为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目；且其中所述第一和第二信号的所述一般重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号在任何情况下均无法不同。
40.根据权利要求36所述的设备，其中所述经配置以对所述第一和第二信号进行取样的取样器包含经配置以对所述第一和第二信号的一个或一个以上帧进行取样的电路。
41.一种用于信号处理的设备，其包含用于对第一和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本的装置； 用于对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数的装置；用于发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集的装置；且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出， L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。
42.根据权利要求41所述的设备，其进一步包含用于对所述第一和第二信号的所述样本执行窗化操作的装置。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的几乎必然重构满足下列条件M1 彡 min{K+l，N}，M2 彡 min {K+1，N}，且 MfM2 彡 min {N+K+l，2N}，其中 N 为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目，且min{}函数检索两个数目中的较小数目； 且其中所述第一和第二信号的所述几乎必然重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号不同的概率为零。
44.根据权利要求42所述的设备，其中所述第一信号的样本的数目M1和所述第二信号的样本的数目M2针对所述第一和第二信号的一般重构满足下列条件M1彡N，且M2彡N，其中N为在所述窗化操作后的所述第一和第二信号的样本的数目；且其中所述第一和第二信号的所述一般重构假定在使用所述第一和第二信号的相同样本的情况下所述两个经重构的信号在任何情况下均无法不同。
45.根据权利要求41所述的设备，其中所述用于对所述第一和第二信号进行取样的装置包含用于对所述第一和第二信号的一个或一个以上帧进行取样的装置。
46.一种用于信号处理的计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含可执行以进行以下操作的指令对第一和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本； 对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT)以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发送用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集；且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出， L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。
47.一种感测装置，其包含取样器，其经配置以对第一和第二信号进行取样以获得所述第一和第二信号的样本； 第一电路，其经配置以对所述第一和第二信号的所述样本执行离散傅立叶变换(DFT) 以获得所述第一和第二信号的DFT系数；发射器，其经配置以发射用于所述第一和第二信号中的每一者的前L+1个DFT系数和用于所述第一和第二信号中的每一者的其余DFT系数的互补子集； 传感器，其经配置以提供将经由所述发射器发射的数据；且其中所述第一信号为稀疏滤波器中的输入，所述第二信号为所述稀疏滤波器的输出，L > K，且K为所述稀疏滤波器的脉冲响应的非零元素的数目。
48.一种用于信号处理的方法，其包含接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下，基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
50.根据权利要求48所述的方法，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
51.一种用于信号处理的设备，其包含接收器，其经配置以接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换 (DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L彡K;第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下，基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机，其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
52.根据权利要求51所述的设备，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
53.根据权利要求51所述的设备，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
54.一种用于信号处理的设备，其包含用于接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数的装置；用于使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵的装置；用于在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵的装置，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且 L^K；用于通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵的装置；用于在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数的装置；用于使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应的装置；用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号的装置；以及用于使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号的装置。
55.根据权利要求51所述的设备，其中所述滤波器包含分段多项式滤波器。
56.根据权利要求51所述的设备，其中所述滤波器包含分段带宽受限滤波器。
57.一种用于信号处理的计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含可执行以进行以下操作的指令接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换(DFT)系数；使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L > K ；通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下，基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应； 使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；以及使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号。
58.一种耳机，其包含接收器，其经配置以接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换 (DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L彡K;第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下，基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机，其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及换能器，其经配置以基于所述经重构的第一和第二信号而提供音频输出。
59.一种用于监视患者生命征象的监视器，其包含接收器，其经配置以接收用于第一和第二信号中的每一者的前L+1个离散傅立叶变换 (DFT)系数；第一产生器，其经配置以使用所述第一和第二信号的所述所接收的DFT系数来产生维度为LX (L+1)的滤波器矩阵；第二产生器，其经配置以在所述滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述滤波器矩阵的第K个奇异值的比率不小于经界定的阈值的情况下，通过将所述滤波器矩阵的L-K+1个最小奇异值设定到零来产生秩为K的滤波器矩阵，其中K为所述滤波器的脉冲响应的非零元素的数目，且L彡K;第三产生器，其经配置以通过对沿着所述秩为K的滤波器矩阵的对角线的系数求平均而产生秩为K的托普利茨滤波器矩阵；计算器，其经配置以在所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第(K+1)个奇异值与所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第K个奇异值的比率小于所述经界定的阈值的情况下，基于所述秩为K的托普利茨滤波器矩阵的第一行和第一列的元素而获得所述滤波器的DFT系数；计算机，其经配置以使用所述滤波器的所述所获得的DFT系数来计算所述滤波器的所述脉冲响应；第一重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第二信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第一信号；第二重构电路，其经配置以使用所述滤波器的所述脉冲响应和所述第一信号的所述所接收的DFT系数来重构所述第二信号；以及用户接口，其用于显示从所述经重构的第一和第二信号导出的与所述患者生命征象有关的参数。
全文摘要
本发明的某些方面提供用于对模型化为未知稀疏滤波操作的输入和输出的两个相关信号进行分布式感测和集中式重构的方法。
文档编号H03M1/12GK102405012SQ201080004636
公开日2012年4月4日 申请日期2010年1月14日 优先权日2009年1月14日
发明者奥利弗·罗伊, 月·M·卢, 阿里·霍玛提, 马丁·费特立 申请人:高通股份有限公司