SparsityQuant-IntelliAdaptive:基于自适应多度量融合和置信度加权的信号稀疏性量化方法(Pyt

作品简介

SparsityQuant-IntelliAdaptive构建自适应多度量融合框架,融合9种互补度量指标,每种度量都针对稀疏性的特定维度设计,并通过信号特征自适应的权重分配机制,动态优化度量组合,确保对不同信号都能提供最相关的评估。更关键的是,为每个度量引入置信度量化,并在综合评分中进行置信度加权,使评估结果不仅给出是多少,还明确有多可信。实际测试显示,系统对从脉冲信号到高斯噪声的不同稀疏度信号实现了完美排序,清晰区分稀疏与密集信号

算法特点

集成了9种互补的稀疏性度量指标,涵盖基尼指数、霍耶指数、峰度特征、范数比值、零值比例、相位稀疏性等,形成多维度评估体系

内置智能权重分配系统,能够根据信号长度、零值比例等特征动态调整各度量权重。短信号自动降低对样本敏感的度量权重,稀疏信号提升零值比例权重

采用幅度归一化而非能量归一化,有效保留原始稀疏特征;引入基于中位数的稳健稀疏性度量,降低异常值影响;所有计算均包含防除零和数值稳定处理,确保算法可靠性

每个度量不仅输出值,还提供置信度评分,基于信号长度和度量特性计算。综合评分时融入置信度加权,使评估结果更具科学性和可信度

算法步骤

智能信号预处理:输入信号首先进行幅度归一化(除以最大绝对值),而非传统能量归一化,关键解决信号幅度缩放对稀疏性评估的影响痛点,保持稀疏特征不变性。

并行度量计算引擎:同步计算9种核心度量,包括基尼指数(能量集中度)、霍耶指数(几何稀疏)、峰度稀疏性(尾部特征)、L2/L1比值(范数特性)、D范数(极值影响)、零值比例(绝对稀疏)、鲁棒稀疏性(中位数抗噪)、相位稀疏性(时频特征)、块稀疏性(结构特性),全面覆盖稀疏性不同维度。

自适应权重决策:基于信号特征(长度、零值比)动态调整度量权重,解决传统方法固定权重不适应不同信号类型的痛点。短信号降低峰度和相位度量权重,稀疏信号提升零值比例权重。

置信度加权融合:每个度量乘以置信度系数,长信号、稳定度量的置信度高,解决不同度量可靠性不均等的痛点,避免低可靠性度量拉偏综合评分。

多层级结果输出:输出三个层级结果:①原始度量值及置信度,②自适应权重分配,③加权综合评分及稀疏性级别,满足从详细分析到快速判断的不同应用场景需求。

可视化诊断反馈:自动生成评估报告图,直观展示哪些度量贡献大、权重如何分配、评分分布情况,解决算法"黑箱"痛点,提升结果可解释性

 

创作时间: