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在图像压缩感知领域,稀疏表示与重构算法是核心技术。针对256×256的Lena灰度图像,常采用16×16分块处理策略,每个图像块可视为256维信号向量。
稀疏基选择方面,离散余弦变换(DCT)矩阵是经典方案,其能量集中特性使得大部分系数接近于零,仅有少数显著系数需要保留。这种特性完美契合稀疏表示的需求。
观测阶段采用高斯随机矩阵作为测量矩阵,其满足RIP性质的特点保证了信号采样的有效性。通过线性投影,原始256维信号被压缩到更低维度的观测值中,实现数据量的显著缩减。
重构环节使用正交匹配追踪(OMP)算法,这是一种贪婪迭代算法,通过逐步选择最匹配的原子来重建稀疏信号。OMP在计算复杂度和重构精度之间取得了良好平衡,尤其适合处理分块后的中小规模重构问题。
这种分块处理结合DCT稀疏化的方法,既避免了全局处理的巨大计算量,又通过局部自适应提升了重建质量。仿真中需特别注意分块边界的处理,以及观测矩阵维度的合理设置,这些因素直接影响最终的信噪比和视觉重建效果。