CN106130675A - 一种加噪处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种加噪处理方法和装置，所述加噪处理方法包括：生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；获得输入信源；将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；基于所述畸变信号，生成输出信号序列。其中，所述加噪处理方法中，生成均匀分布随机数，替换高斯分布随机数，直接用来模拟均匀分布噪声，不需要执行由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程，可以解决现有技术中在并行处理多路信号时，由于由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程产用资源导致的内存资源的短缺的问题。

Description

一种加噪处理方法和装置

技术领域

本发明涉及信号加噪技术领域，更具体的说是涉及一种加噪处理方法和装置。

背景技术

信道模拟器是用于模拟信号畸变的装置，具体的，需先产生高斯分布随机数来模拟高斯噪声，再基于高斯噪声和输入信源生成输出信号序列。

生成高斯分布随机数具体过程如下：首先生成均匀分布随机数，然后通过均匀分布随机数与高斯分布随机数的映射关系得到高斯分布随机数，例如，可以通过查表的方式确定与均匀分布随机数对应的高斯分布随机数。

而在实际应用中，由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程会占用一定的资源，当需要并行处理多路信号时，将会导致内存资源的短缺。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种加噪处理方法和装置，以减少内存资源的占用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加噪处理方法，包括：

生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获得输入信源；

将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

可选地，所述基于所述畸变信号，生成输出信号序列，包括：

识别所述输入信源的当前信号值；

确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

可选地，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数是否大于第一阈值；如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为所述第二信号值，判断所述均匀分布随机数是否小于第二阈值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

可选地，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第一信号值，如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为第二信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第二信号值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

一种加噪处理装置，包括：

第一生成单元，用于生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获取单元，用于获得输入信源；

第二生成单元，用于将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

第三生成单元，用于基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

可选地，包括：所述第三生成单元，包括：

识别单元，用于识别所述输入信源的当前信号值；

确定单元，用于确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

第三生成子单元，用于依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

可选地，第三生成子单元，包括：

第一信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数大于第一阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数不大于第一阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第二信号生成单元，用于所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数小于第二阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数不小于第二阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

可选地，第三生成子单元，包括：

第三信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第一信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第一信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第四信号生成单元，用于所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第二信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第二信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种加噪处理方法和装置，其中，所述加噪处理方法中，生成均匀分布随机数，替换高斯分布随机数，直接用来模拟均匀分布噪声，不需要执行由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程，可以解决现有技术中在并行处理多路信号时，由于由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程产用资源导致的内存资源的短缺的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为均匀分布随机数和高斯分布随机数的映射曲线图；

图2为本发明实施例公开的加噪处理方法的流程图；

图3为本发明另一实施例公开的加噪处理方法的流程图；

图4为本发明另一实施例公开的加噪处理装置的结构示意图；

图5为本发明另一实施例公开的加噪处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先需要说明的是，发明人研究本发明创造的过程中，发现在进行高斯加噪时，采用成均匀分布随机数和高斯分布随机数模拟高斯噪声，获得的效果等价。

具体的：依据均匀分布的随机数，得到高斯分布随机数作为高斯噪声，生成高斯噪声后，在输入数据的基础上添加高斯噪声，并加以判决，生成输出数据。其中，判决机制为：输入数据的当前位＝＝0，如果当前高斯噪声>GNthold1，则判决输出1，否则输出0；输入数据的当前位＝＝1，如果当前高斯噪声<GNthold2，则判决输出0，否则输出1。

现有高斯噪声的产生基于“映射”思想，均匀分布随机数“映射”到高斯分布随机数，映射曲线如图1所示，由图1可以看出，映射曲线是单调的。

如果采用均匀分布的随机数作为高斯噪声，可以称之为均匀分布噪声，故前述的硬判决机制可以等价表示为：输入数据的当前位＝＝0，如果当前均匀分布噪声>UDNthold1，则判决输出1，否则输出0；输入数据的当前位＝＝1，如果当前均匀分布噪声<UDNthold2，则判决输出0，否则输出1。

有图1可以看出：均匀分布到高斯分布映射曲线实际上就是高斯分布概率密度函数的积分曲线的转置，其横轴就是高斯分布概率的积分。故UDNthold1＝(1-p)·(2^E-1)，UDNthold2＝p·(2^E-1)，E为均匀分布随机数的位宽，p为输入数据到输出数据的转移概率。

至此可见，采用成均匀分布随机数和高斯分布随机数模拟高斯噪声，获得的效果等价。

基于此，本发明实施例公开了一种加噪处理方法和装置，以减少内存资源的占用。

参见图1，本发明实施例公开了一种加噪处理方法，包括：

S101、生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

其中，生成均匀分布随机数后，将其作为加噪处理过程中的均匀分布噪声，执行后续处理。

具体的，所述均匀分布随机数为一数列，数列包含的每一个数字为随机生成的实数，例如：采用64bit生成的均匀分布随机数，由连续多拍64bit的数组成。

S102、获得输入信源；

具体的，所述输入信源为二进制的数列，由0和1组成的数列，具体的为对模拟信号采样而得到的输出信号，例如：{0,1}二值序列。

S103、将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

具体的，将所述输入信源和所述均匀分布随机数组合，作为畸变信号，用于判决，生成输出信号序列。

S104、基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

其中，所述输出信号序列也是一个二进制的数列，由0和1组成。

本发明实施例公开的所述加噪处理方法中，生成均匀分布随机数，替换高斯分布随机数，直接用来模拟均匀分布噪声，不需要执行由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程，可以解决现有技术中在并行处理多路信号时，由于由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程产用资源导致的内存资源的短缺的问题。

本发明另一实施例还公开了一种加噪处理方法，如图2所示，包括：

S201、生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

S202、获得输入信源；

S203、将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

S204、识别所述输入信源的当前信号值；

具体的，对所述畸变信号判决，生成输出信号序列时，分别获取所述输入信源的当前位，识别所述当前位的当前信号值，具体的，所述输入信源为二进制的数列，识别所述当前位的当前信号值具体为识别所述当前位是0还是1。

S205、确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

其中，预先设置有多种均匀分布随机数的规则，确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系，具体指查找获得所述均匀分布随机数能满足的规则，即所述均匀分布随机数的所属规则。

S206、依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

具体的，针对所述输入信源的当前位的当前信号值的识别结果，结合对应当前位的均匀分布随机数的所属规则，生成并输出一位信号，作为输出信号序列。

并且，由于输入信源为不断对模拟信号进行采样而得到的二进制信号，对于采样得到的每一位二进制信号，均可以采用步骤S204-S206、得到对应每一位二进制信号的输出信号，当输入信源为二进制序列时，得到的输出信号可以称之为输出信号序列。

可选地，在本发明的另一实施例中，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数是否大于第一阈值；如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为所述第二信号值，判断所述均匀分布随机数是否小于第二阈值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

具体的，判断当前信号值为0，判断所述均匀分布随机数是否大于UDNthold1，如果是，则输出1，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；如果所述均匀分布随机数不大于UDNthold1，则输出0，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

判断当前信号值为1，判断所述均匀分布随机数是否小于UDNthold2，如果是，则输出0，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；如果所述均匀分布随机数不小于UDNthold2，则输出1，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

其中，UDNthold1＝(1-p)·(2^E-1)，UDNthold2＝p·(2^E-1)，E为均匀分布随机数的位宽，p为输入信源到输出信号的转移概率。

还需要说明的是，发明人在研究本发明创造的过程中，还发现：若将E位的二进制数看做{1bit符号位，E-1bit绝对值}，则UDNthold1，UDNthold2的绝对值部分相等，为UDNthold，符号位相反，其中，UDNthold＝(1-2p)·2^E-1-(0.5-p)≈(1-2p)·2^E-1。

因此，在本发明的另一实施例中，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第一信号值，如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为第二信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第二信号值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

具体的，判断当前信号值为0，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于UDNthold，并且，判断所述均匀分布随机数的符号位是否为0；如果是，则输出1，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；如果判断所述均匀分布随机数的绝对值不大于UDNthold，或者，判断所述均匀分布随机数的符号位不为0，则输出0，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

判断当前信号值为1，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于UDNthold，并且，判断所述均匀分布随机数的符号位是否为1；如果是，则输出0，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；如果判断所述均匀分布随机数的绝对值不大于UDNthold，或者，判断所述均匀分布随机数的符号位不为1，则输出1，作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

其中，UDNthold＝(1-2p)·2^E-1-(0.5-p)≈(1-2p)·2^E-1，E为均匀分布随机数的位宽，p为输入信源到输出信号的转移概率。

本发明另一实施例还公开了一种加噪处理装置，如图3所示，包括：

第一生成单元101，用于生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获取单元102，用于获得输入信源；

第二生成单元103，用于将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

第三生成单元104，用于基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

本实施例中，第一生成单元生成均匀分布随机数，将所述第一生成单元生成的均匀分布随机数替换高斯分布随机数，直接用来模拟均匀分布噪声，不需要执行由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程，可以解决现有技术中在并行处理多路信号时，由于由均匀分布随机数得到高斯分布随机数的过程产用资源导致的内存资源的短缺的问题。

需要说明的是，本发明实施例公开的加噪处理装置中，各个单元的具体工作过程，请参见对应图1的方法实施例的内容，此处不再赘述。

本发明另一实施例还公开了一种加噪处理装置，如图3所示，包括：

第一生成单元201，用于生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获取单元202，用于获得输入信源；

第二生成单元203，用于将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

识别单元204，用于识别所述输入信源的当前信号值；

确定单元205，用于确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

第三生成子单元206，用于依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

其中，本实施例公开的加噪处理装置中，各个单元的具体的工作过程请参见对应图2的方法实施例的内容，此处不再赘述。

可选地，在本发明的另一实施例中，第三生成子单元，包括：

第一信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数大于第一阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数不大于第一阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第二信号生成单元，用于所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数小于第二阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数不小于第二阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

可选地，在本发明的另一实施例中，第三生成子单元，包括：

第三信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第一信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第一信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第四信号生成单元，用于所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第二信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第二信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

需要说明的是，上述两个实施例中的各个单元的具体工作过程，请参见对应的方法实施例的内容，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种加噪处理方法，其特征在于，包括：

生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获得输入信源；

将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述畸变信号，生成输出信号序列，包括：

识别所述输入信源的当前信号值；

确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数是否大于第一阈值；如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为所述第二信号值，判断所述均匀分布随机数是否小于第二阈值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列，包括：

所述当前信号值为第一信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第一信号值，如果是，则生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

所述当前信号值为第二信号值，判断所述均匀分布随机数的绝对值是否大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位是否为第二信号值，如果是，则生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值，否则，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

5.一种加噪处理装置，其特征在在于，包括：

第一生成单元，用于生成均匀分布随机数以模拟均匀分布噪声；

获取单元，用于获得输入信源；

第二生成单元，用于将所述输入信源和所述均匀分布随机数作为畸变信号；

第三生成单元，用于基于所述畸变信号，生成输出信号序列。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在在于，包括：所述第三生成单元，包括：

识别单元，用于识别所述输入信源的当前信号值；

确定单元，用于确定所述均匀分布随机数与预设规则的关系；

第三生成子单元，用于依据所述当前信号值的识别结果和均匀分布随机数与预设规则的关系，生成对应所述输入信源的输出信号序列。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在在于，第三生成子单元，包括：

第一信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数大于第一阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数不大于第一阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第二信号生成单元，用于所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数小于第二阈值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为所述第二信号值，所述均匀分布随机数不小于第二阈值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在在于，第三生成子单元，包括：

第三信号生成单元，用于所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第一信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第一信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第一信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；

第四信号生成单元，用于所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值大于第三阈值、且所述均匀分布随机数的符号位为第二信号值时，生成第一信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值；所述当前信号值为第二信号值，所述均匀分布随机数的绝对值不大于第三阈值、或者所述均匀分布随机数的符号位不为第二信号值时，生成第二信号值作为所述输出信号序列中对应所述当前信号值的值。