MATLAB实现的基于基追踪算法的视频压缩感知仿真系统

资 源 简 介

本项目在MATLAB环境下构建了完整的视频压缩感知仿真平台，通过基追踪算法实现视频帧的压缩采样与高精度重构。系统支持视频分块处理、随机测量矩阵生成及重构质量评估，适用于压缩感知算法研究与教学演示。

详 情 说 明

基于基追踪算法的视频压缩感知系统仿真平台

项目介绍

本项目实现了一个完整的视频压缩感知仿真系统。系统通过基追踪（Basis Pursuit）优化算法，实现对视频序列的压缩采样与高精度重构。系统首先对输入视频进行帧提取与分块处理，然后利用随机测量矩阵对视频块进行亚奈奎斯特采样，最终采用基追踪算法从少量测量值中重构原始视频帧。本平台为视频压缩感知算法研究提供了完整的仿真与评估环境。

功能特性

• 完整的视频压缩感知流程：支持从视频输入到重构输出的全流程处理
• 灵活的压缩比控制：支持0.1-0.9范围内的可调压缩比参数
• 自适应分块处理：支持8×8、16×16等多种分块大小配置
• 高精度重构算法：采用基追踪优化算法实现高质量视频重构
• 全面的性能评估：提供PSNR、SSIM等客观质量指标分析
• 可视化分析工具：生成压缩比-重构质量关系曲线、原始与重构帧对比图
• 运行效率统计：详细记录各处理阶段的运行时间

使用方法

1. 准备输入视频：将待处理的视频文件（avi、mp4等格式）放置在指定目录
2. 设置系统参数：

- 压缩比参数（采样率）：0.1-0.9之间的浮点数 - 分块大小：如8、16等整数（表示8×8、16×16块） - 重构算法参数：收敛阈值、最大迭代次数等优化参数

1. 运行仿真系统：执行主程序开始压缩感知处理流程
2. 查看输出结果：

- 重构视频文件（与原视频同格式） - 重构质量评估报告（包含PSNR、SSIM指标） - 压缩比-重构质量关系曲线图 - 算法运行时间统计表 - 原始帧与重构帧的视觉对比图

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存要求：最低4GB，建议8GB以上（处理高分辨率视频时需要更大内存）
• 磁盘空间：至少1GB可用空间（用于存储临时文件和输出结果）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了视频帧的读取与分块处理、压缩感知测量矩阵的构建、基于基追踪算法的信号重构、重构视频帧的重组与输出，以及重构质量的综合评估与可视化分析功能。该文件通过模块化设计将各个处理阶段有机衔接，确保整个压缩感知系统的完整运行。