利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024117972837
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种数字信号的传输方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

获取农业数据,所述农业数据包括若干监测项目的在采集周期内所有待压缩数据;

根据每个监测项目在采集周期内的变化趋势和周期性,获得每个监测项目的周期性表现和单调趋势表现性;

基于所有监测项目的周期性表现和单调趋势表现性进行聚类获取若干数据时序特征簇;

根据数据时序特征簇中所有监测项目的周期性表现和单调趋势表现性的偏向情况,获得数据时序特征簇的阶段容错权重;

以数据时序特征簇的阶段容错权重作为权重,结合数据时序特征簇中同一监测项目的待压缩数据的分布情况,获得数据时序特征簇的分段长度;

根据分段长度对数据时序特征簇中每个监测项目进行分段,构建每个监测项目的若干编码字典;

对下一采集周期内每个监测项目的待压缩数据,与同一监测项目的所有编码字典进行分布情况的匹配,获得下一采集周期内每个监测项目的最优匹配编码字典;

根据下一采集周期内监测项目的最优匹配编码字典与待压缩数据的分布差异,优选最优匹配编码字典进行压缩,获得农业数据中所有监测项目在每个采集周期内的所有压缩后数据,传输压缩后数据应用于农业管理。

2.根据权利要求1所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述监测项目的周期性表现和单调趋势表现性的具体获取步骤为:对于第一个采集周期内的第i个监测项目,将第i个监测项目在第一个采集周期内的所有待压缩数据输入到Mann‑Kendall趋势检验模型中,将获得第i个监测项目的标准正态分布统计量记为第i个监测项目的单调趋势表现性;

构建第一个采集周期内的第i个监测项目的所有待压缩数据的频谱图,根据第一个采集周期内的第i个监测项目的频谱图中,所有频率的振幅经过极大极小归一化后的归一化振幅,进行降序排列获得第i个监测项目的振幅降序序列;

第一个采集周期内的第i个监测项目的周期表现性fi的计算方法为:

其中,ni为第i个监测项目的周期匹配集合中频率的个数,Ni为第i个监测项目的所有频率中,除第i个监测项目的周期匹配集合中包含的频率外,其他频率的振幅的累加和,N'i为第i个监测项目的周期匹配集合中所有频率的振幅的累加和,ε表示预设超参数。

3.根据权利要求2所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述周期匹配集合的具体获取方式为:第一个采集周期内第i个监测项目的周期匹配集合的获取方式为:

Mi=FILTER{mi,k,mi,k‑mi,k+1≥T}

其中,Mi为第i个监测项目的周期匹配集合,mi,k为第i个监测项目的振幅降序序列中第k个频率的归一化振幅,mi,k+1为第i个监测项目的振幅降序序列中第k个频率的归一化振幅,T为预设阈值;FILTER{ }函数为条件选取函数。

4.根据权利要求1所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述阶段容错权重的具体获取方式为:将第j个数据时序特征簇中第i'个监测项目的单调趋势表现性记为S'j,i',第j个数据时序特征簇的阶段容错权重ωj的计算方法为:其中,f'j,i'为第j个数据时序特征簇中第i'个监测项目的周期表现性, 为第j个数据时序特征簇中所有监测项目的周期表现性的均值,max{}表示取最大值函数,min{}表示取最小值函数。

5.根据权利要求1所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述数据时序特征簇的分段长度的获取步骤包括:将第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第1个待压缩数据记为第i'个监测项目的第一个阶段的分段起始数据;

对于第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第a个待压缩数据,预设阶段划分阈值,当第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第a个待压缩数据的阶段结束评估系数小于阶段划分阈值时,构建第a+1个待压缩数据的局部范围,并计算第a+1个待压缩数据的阶段结束评估系数;

以此类推,直至存在一个常数c,使得第a+c个待压缩数据的阶段结束评估系数大于阶段划分阈值,将第i'个监测项目的第一个阶段的分段起始数据到第a+c个待压缩数据之间的数据间隔记为第j个数据时序特征簇中第i'个监测项目的第一个阶段的阶段长度;

将第j个数据时序特征簇的所有监测项目所有阶段的阶段长度中,最大的阶段长度记为第j个数据时序特征簇的分段长度。

6.根据权利要求5所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述阶段结束评估系数的具体获取方式为:第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第a个待压缩数据的阶段结束评估系数Gj,i',a的计算方法为:Gj,i',a=sigmoid{(1‑ωj)*|Mj,i'‑Mj,i'|}其中,ωj为第j个数据时序特征簇的阶段容错权重,Mj,i'为第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第a个待压缩数据的局部范围内所有待压缩数据的均值,M'j,i'为第j个数据时序特征簇中第i'个监测项目中,从第i'个监测项目的第一个阶段的分段起始数据到第a个待压缩数据的前一个待压缩数据的均值,||表示取绝对值函数,sigmoid{}表示Sigmoid函数。

7.根据权利要求5所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述局部范围的具体获取方式为:以第j个数据时序特征簇的第i'个监测项目中第a个待压缩数据局部范围的起点,以预设局部范围长度按时序向第a个待压缩数据之后选取获得第a个待压缩数据的局部范围。

8.根据权利要求1所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述监测项目的最优匹配编码字典包括:对于第k个监测项目,以第k个监测项目的每个编码字典中所有数据的均值作为锚点,以所有数据的峰度作为聚集分布系数,以所有数据的方差作为次要分布系数;

以第k个监测项目的所有编码字典的锚点、聚集分布系数和次要分布系数分别作为x轴,y轴和z轴,构建匹配空间获得每个编码字典的匹配空间点;

对于第k个监测项目在下一采集周期内的待压缩数据,根据所在数据时序特征簇的阶段长度进行划分,获得第k个监测项目在下一采集周期内的若干待压缩数据分段,分别计算第k个监测项目在下一采集周期内的每个待压缩数据分段的锚点、聚集分布系数和次要分布系数获得待匹配空间点,映射到匹配空间后选取与待匹配空间点最近的匹配空间点对应的编码字典,作为第k个监测项目在下一采集周期内的每个待压缩数据分段的最优匹配编码字典。

9.根据权利要求1所述一种数字信号的传输方法,其特征在于,所述压缩后数据的具体获取方式为:预设偏离阈值,对于第k个监测项目在下一采集周期内的第p个待压缩数据分段,当第p个待压缩数据分段的待匹配空间点与最优匹配编码字典的匹配空间点,在匹配空间中的欧氏距离的归一化值小于等于预设偏离阈值时,使用第p个待压缩数据分段的最优匹配编码字典对第p个待压缩数据分段进行编码压缩获得第p个待压缩数据分段的压缩后数据;

当第p个待压缩数据分段的待匹配空间点与最优匹配编码字典的匹配空间点,在匹配空间中的欧氏距离的归一化值大于预设偏离阈值时,对第p个待压缩数据分段构建新的编码字典进行压缩获得压缩后数据。

10.一种数字信号的传输系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑9任意一项所述一种数字信号的传输方法的步骤。