基于OMP算法的MATLAB语音压缩感知重构系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现语音信号的压缩感知重构，利用正交匹配追踪算法高效求解稀疏表示问题。系统支持.wav文件读取与处理，提供重构质量评估与可视化对比，适用于语音信号处理研究与应用。

详 情 说 明

基于OMP算法的语音信号压缩感知重构系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的语音信号压缩感知重构系统。系统利用稀疏表示理论，采用正交匹配追踪（OMP）算法解决L0范数最小化问题，能够对语音信号进行高效压缩与高精度重构。系统支持标准.wav格式文件的输入输出，并提供重构质量评估与可视化分析功能，适用于语音信号处理、压缩感知算法研究等场景。

功能特性

• 语音信号处理：支持采样率为44.1kHz或16kHz的.wav格式语音文件读取与处理
• 稀疏表示：提供DCT、小波等多种稀疏基选择，实现信号的有效稀疏变换
• 压缩感知重构：采用正交匹配追踪核心算法，精确重构原始信号
• 参数可配置：支持压缩比（10%-50%）、最大迭代次数、重构误差容限等关键参数灵活设置
• 质量评估：自动计算重构信号的信噪比、均方误差等客观评价指标
• 可视化分析：生成原始信号与重构信号的时域波形对比图、频域频谱对比图
• 性能报告：输出算法迭代次数、稀疏度、重构精度等详细参数统计

使用方法

1. 准备输入文件：将待处理的.wav格式语音文件放置在指定目录
2. 参数设置：在配置区域设定压缩比、稀疏基类型、最大迭代次数等参数
3. 运行系统：执行主程序启动压缩感知重构流程
4. 查看结果：系统将自动生成重构音频文件、性能指标报告和可视化对比图表
5. 结果分析：通过输出的质量评估指标和对比图表分析重构效果

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 硬件要求：至少4GB内存，支持音频文件读写的存储空间

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，涵盖了从语音信号加载、稀疏变换、观测矩阵构建，到OMP算法执行、信号重构、质量评估的完整流程。具体实现了参数初始化与用户交互界面、语音文件的读取与预处理、基于选定稀疏基的信号变换、压缩感知观测过程、正交匹配追踪迭代求解、重构信号的反变换与恢复、多种质量指标的计算与输出、原始与重构信号的时频域对比可视化图形生成，以及最终结果文件的保存与报告生成。