从次优采样模式计算不连贯性

信息处理 matlab 信号分析 采样 压缩传感 分解
2022-02-06 09:30:24

编辑(在评论和主题审查之后)

CS 基于对传感基础的选择Φ相对于表示基础Ψ. 使用“不连贯属性”μ测量来自每个基础的向量之间的相关性已经表明,如果ΦΨ低。低的例子μ来自尖峰基础(Φ) 和傅里叶基 (Ψ),noiselet 基 (Φ) 和小波基 (Ψ), 一个随机矩阵 (Φ) 和一个固定的基础 (Ψ)。

更新的问题是:

有没有办法计算μ当用户无法选择时Φ提前对信号进行采样,即当样本已经通过某种任意采样方案提供时,该方案对于 CS 来说是次优的。我的目标是显示/量化,通过μ,如果人们期望 CS 能够工作,那么我给出的任意采样方案是次优的。

原来的

关于矩阵完成和压缩采样(CS),我试图了解如何计算两个基ΦΨ之间的不相干属性μ获得这种不连贯性很重要,因为如果ΦΨ高度相关,则从稀疏样本中成功重建信号的机会很小。此处(第 3 页)说明μ下式给出:

在此处输入图像描述

其中n表示矩阵M中元素的数量- 比如说图像信号。

我理解Φ是一个感知基础,而Ψ是一个稀疏表示基础。我正在使用统一随机抽样从M中获取一组样本。但我也想尝试任意采样模式。(我没有使用小波、小波或傅立叶系数——尽管我最终想尝试一下)

我的问题是:

我如何实际获得ΦΨ

1个回答

Φ是代表您对信号进行采样的方式的矩阵x. 实际上, Φ可以是消除了一些行的单位矩阵,这意味着您正在选择x.

Ψ代表您选择扩展的基础x

x=Ψc
一个非常简单的例子是x是一个余弦函数(因此只包含一个频率分量),那么你可以采取Ψ是离散傅里叶(或离散余弦)矩阵和c只是特定频率的系数,它非常稀疏(其他频率上的所有系数都将为零)。

然后压缩信号b可以表示为:

b=ΦΨc

其实你也可以查看ΦΨ作为随机行的选择Ψ, 那么一个可能的选项ΦΨ是(在 Matlab 中):

Psi = fft(eye(n)); 
p = randperm(n);
Phsi = Psi(p(1:m),:); % choose the first m rows from the permutation 

PsiΨ,并且PhsiΦΨ.


对于您的情况,是的,您可以在图像空间上使用奇异值分解。但我更愿意

[u,s,v]=svd(M'*M); % spectrogram
Psi = s(1:m,1:m) * v(1:m,:);
U = u(1:m,:);

这表明您选择了m频谱分量上的最大幅度。中的列v'是将具有相应幅度的频率分量映射到频谱空间的正交向量。请注意,您不需要u作为基础,因为它始终在u * s * v' * x = b, 和之间等价s * v' * x = u' * b结果,压缩形式转换为:

Ub=ΦΨc

希望能帮助到你。谢谢