KSVD算法 matlab代码

时间: 2023-06-20 11:05:41 浏览: 130
以下是KSVD算法的MATLAB代码实现: ```matlab function [D,X,err] = ksvd(Y,D,X,param) % Input: % Y - Signal observation (m x n matrix) % D - Initial dictionary (m x K matrix) % X - Coefficient matrix (K x n matrix) % param - Algorithm parameters structure % % Output: % D - Learned dictionary (m x K matrix) % X - Sparse coefficient matrix (K x n matrix) % err - Error history (vector) % Initialize error vector err = zeros(param.max_iter,1); % Loop over iterations for i = 1:param.max_iter % Sparse coding X = omp(D'*Y, D'*D, param.sparsity); % Dictionary update for k = 1:param.K % Find samples that use atom k I = find(X(k,:)); if ~isempty(I) % Compute error matrix E = Y(:,I) - D*X(:,I) + D(:,k)*X(k,I); % SVD of error matrix [U,S,V] = svds(E,1); % Update dictionary and coefficient matrix D(:,k) = U; X(k,I) = S*V'; end end % Compute error err(i) = norm(Y - D*X,'fro')^2; % Check for convergence if i > 1 && abs(err(i) - err(i-1)) < param.tol break; end end end function X = omp(Y, D, K) % Solve OMP problem % min ||x||_0 subject to y = D*x [m,n] = size(Y); X = zeros(size(D,2),n); for i = 1:n % Initialize residual and index set r = Y(:,i); omega = []; % Loop over sparsity level for j = 1:K % Find index with largest projection [~,k] = max(abs(D'*r)); % Add index to index set omega = [omega;k]; % Solve least squares problem X(omega,i) = pinv(D(:,omega))*Y(:,i); % Update residual r = Y(:,i) - D(:,omega)*X(omega,i); % Check for convergence if norm(r) < 1e-6 break; end end end end ``` 其中,`param`是一个包含算法参数的结构体,具体内容如下: ```matlab param.K = 128; % Dictionary size param.sparsity = 10; % Sparsity level param.max_iter = 50; % Maximum number of iterations param.tol = 1e-6; % Convergence tolerance ``` 使用方法如下: ```matlab % Load signal data load('signal_data.mat'); % Set algorithm parameters param.K = 128; param.sparsity = 10; param.max_iter = 50; param.tol = 1e-6; % Initialize dictionary and coefficient matrix D = randn(size(Y,1),param.K); X = zeros(param.K,size(Y,2)); % Run KSVD algorithm [D,X,err] = ksvd(Y,D,X,param); ```

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