東南大學莫凌飛獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉東南大學申請的專利一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115758126B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211646883.4,技術領域涉及:G06F18/213;該發明授權一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法是由莫凌飛;王洲洋設計研發完成,并于2022-12-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法。該方法包括三軸加速度傳感器數據的特征提取算法,和針對提取后特征的數據壓縮算法。加速度數據經過滑動窗口分割后,計算得到合加速度方向。根據事先定義的基方向,按就近原則,依次用基方向編號取代合加速度方向。對方向編碼進行統計,得到單個滑動窗口內各基方向出現頻數的直方圖。短時間內合加速度方向分布比較集中,根據這種性質,將0值編碼為值為0的單個bit,對于非0值,使用8個bit來表示,第1位作為標志位固定為1,后7位為相應頻數的二進制數值。使用編碼完成后的二進制串進行數據傳輸。應用本方法,可以節省特征提取和數據壓縮過程的計算開銷,降低設備整體功耗。
本發明授權一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法在權利要求書中公布了:1.一種加速度傳感器數據的低算力特征提取和數據壓縮方法,其特征在于:分為以下兩個部分: 對濾波后的傳感器數據進行特征提取,有如下三個步驟: 步驟1、使用固定長度的滑動窗口劃分原始的時間序列;所述滑動窗口是一種將時間序列數據重新劃分為若干相同長度子序列的方法,窗口長度即為目標子序列的長度,通過設置前后窗口的重疊率,劃分出不同數量子序列; 步驟2、分割后的子序列,包含x,y,z三個軸的加速度信號,對于每個采樣點計算三軸加速度信號的合加速度方向;根據事先設置的基方向,將合加速度方向用距離最近的基方向編號取代;所述基方向是在球坐標系中,從原點出發,指向各個方向的單位向量,這些單位向量的分布是均勻的,即最相鄰的兩個單位向量之間的夾角都是相等的; 步驟3、統計子序列中,各個基方向出現的頻次;得到下標為基方向編號,值為相應基方向出現頻數的數組; 對頻數數組進行數據壓縮:由于子序列所代表的時間長度較短,在一個較短的時間中,合加速度方向會集中在一個較小范圍;頻數數組也因此表現出一定的稀疏性;針對這種稀疏性,提出了一種對數據編碼的方式;頻數數組的編碼和解碼過程如下: 編碼過程、所述編碼是將原始的頻數數組,無損地壓縮成一個二進制串;對于數組中大量出現的0值,為了節省存儲開銷,將數組中的0值編碼為值為0的單個bit,對于非0值,使用N個bit來表示,第1位作為標志位固定為1,后N-1位為相應頻數的二進制數值,當該數值使用的位數小于N-1時,通過在前面補0增加到N-1位;按照順序將數組中的值進行編碼,拼接成為一個長二進制串,方便后面的數據傳輸;所述N-1是能夠表示數組中所有數據數值的最少二進制位數;所述N為N-1位數值前加上標志位后的位數; 解碼過程、二進制串經過校驗后,按照順序解碼,并將解碼得到的數值依次放到下標為基方向編號的數組中;每次從二進制串中讀取一位,如果值為0,那么將數組下標指向的位置賦值為0,數組下標加1,如果值為1,那么繼續讀取N-1位,將N-1位二進制數轉化成十進制整數,并賦值給數組下標指向的位置,數組下標加1;直到整個二進制串解碼完成;解碼后得到的數組,就是壓縮前的頻數數組;所述校驗,是驗證傳輸后數據是否還能保持完整性的方法。
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