[发明专利]将数据存储到至少一个数据存储器和从至少一个数据存储器检索数据的方法、系统、使用方法、计算机程序和计算机可读介质

说明书

提供了一种将数据存储到至少一个数据存储器和从至少一个数据存储器检索数据的方法。该方法包括：接收待存储数据；仅选择接收到的数据的一部分用于获得缩减的数据；将缩减的数据存储在至少一个数据存储器上；接收检索数据的请求；使用至少一种压缩感知重构算法来根据缩减的数据生成重构的数据；以及提供重构的数据作为请求的数据。本公开还涉及用于存储和检索数据的系统、压缩感知技术的使用方法、计算机程序和计算机可读介质。

技术领域

本公开涉及一种将数据存储到至少一个数据存储器以及从至少一个数据存储器检索数据的方法。本公开还涉及用于存储和检索数据的系统、压缩感知技术的使用方法、计算机程序和计算机可读介质。

背景技术

例如，随着可用机器的计算能力变得越来越好，物理现象的软件模拟正变得越来越复杂。更复杂的模拟也需要更多的可用存储，以便可以保存这些模拟的结果，然后对其进行分析。

对于最先进的模拟，这种存储需求可能在太字节量级。即使对于小得多的模拟，吉字节大小的保存状态也并不罕见。

可以通过使用各种格式来减少数据存储，例如模拟数据存储。例如，可以使用“zip”格式(例如，.zip、.gzip、.rar等)。这些格式是无损的。

如果可以容忍某些错误，则还可以应用有损压缩算法(例如，.jpeg)。对于许多模拟后处理应用程序，可能不一定需要精确的数据。因此，有损存储是节省数据存储空间的一种选择。一种广泛使用的有损压缩形式是所谓的离散余弦变换(DCS)。它用于图像压缩格式(诸如JPEG)、视频编码标准(诸如MPEG)和音频压缩格式(诸如MP3)。

发明内容

本公开的目的是提供一种能够实现数据存储有效压缩并且可以相对不费劲地执行的替代方法。本公开的另一个目的是提供一种用于执行这种方法的系统。

本公开的范围仅由所附的权利要求来限定，并且不在任何程度上受本发明内容中陈述的影响。本实施方式可以消除相关技术中的一个或多个缺点或限制。

第一个目的是通过一种将数据存储到至少一个数据存储器和从至少一个数据存储器检索数据的方法来解决的。该方法包括：接收待存储的数据；仅选择接收到的数据的一部分用于获得缩减的数据；将缩减的数据存储在至少一个数据存储器上；接收检索数据的请求；使用至少一种压缩感知重构算法来根据缩减的数据生成重构的数据；以及提供重构的数据作为请求的数据。

第二个目的是通过用于存储和检索数据的系统来解决的。该系统包括：至少一个接收模块，被实施和/或配置用于接收待存储的数据；至少一个缩减模块，被实施和/或配置用于通过仅选择接收模块正在接收和/或已经接收的接收到的数据的一部分来获得缩减的数据；至少一个数据存储器，被实施和/或配置用于存储由缩减模块正在缩减或已经缩减的经缩减的数据；以及至少一个重构模块，被实施和/或配置用于通过使用至少一种压缩感知重构算法根据保存在数据存储器上的缩减的数据来生成重构的数据。

本公开提供了一种新颖的有损压缩方案，可用于帮助解决不断增长的存储问题。本公开提出使用压缩感知作为存储解决方案。根据本发明，使用压缩感知作为数据压缩算法/方法。

压缩感知(也称为压缩感测、压缩采样、稀疏采样)这一相对较新的技术是从信号检测领域获知的。压缩感知的基本思想是，可以利用必须测量的信号的稀疏度来重构整个信号，但是只需要几个测量样本，而不是传统的奈奎斯特-香农采样定理(其中该定理假设信号是密集的)中高得多的采样率。在实践中，所有域中的大多数信号都是稀疏的，因而可以应用压缩感知。

根据本公开，压缩感知被转至数据存储领域，具体地，应用于实现数据存储空间的缩减。虽然迄今为止，压缩感知仅被用作在试图重构一些真实信号时减少所需测量点的数量的方法，但本发明在某种程度上与此相反。它从具有完整信号/完整数据(接收到的数据)(例如，整个图像或整个模拟数据)开始，并从完整数据中创建选择，以缩减需要存储在数据存储器(例如，一个(或多个)磁盘)上的信息量。