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信号重构是压缩感知领域的核心技术,针对块结构信号的特性,四种算法展现了不同的优化路径。基于LDPC码构造的测量矩阵为算法提供了结构化稀疏表示的基础,这种纠错码的稀疏特性天然适配压缩感知框架。
MBCS-LBP算法结合了置信传播的思想,通过概率消息传递在因子图上迭代求解,适合处理具有马尔可夫性的块相关性信号。其优势在于对非均匀稀疏模式的自适应能力,但收敛性依赖消息调度策略。
CoSaMP采用贪婪追踪策略,通过迭代选择原子并正交化实现信号逼近。在块结构下,算法可扩展为同时选择相关块组,利用信号簇稀疏性提升重构精度,但对测量矩阵的等距性要求较高。
BCS(块压缩感知)将信号划分为子块独立处理,显著降低计算复杂度。结合LDPC测量矩阵时,分块结构可与校验矩阵的分层特性对齐,但块间相关性可能被忽略导致次优解。
BPDN(基追踪去噪)通过凸优化框架求解L1范数最小化问题,在块结构中可引入混合范数约束。该算法理论保障性强,但计算成本较高,适合对重构质量要求严格的场景。
四种方法在计算效率、适用场景和理论边界上形成互补,LDPC矩阵的引入尤其提升了算法在误码环境下的鲁棒性。实际选择时需权衡信号特性、实时性需求和硬件资源限制。