正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)是一种用于寻找稀疏信号的贪婪算法,用于求解压缩感知问题中的稀疏近似问题。在压缩感知的背景下,通常我们有一个欠定的线性系统Ax = y,其中A是一个已知的测量矩阵,y是观测到的信号,而x是未知的稀疏信号。OMP 试图找到一个稀疏信号x的解,使得Ax尽可能接近y

定义

OMP算法的目标是解决下面的优化问题:在已知观测向量y和测量矩阵A的情况下,找到一个稀疏的系数向量x,使得Ax尽可能接近于y。这个问题可以用下面的公式表示:

minimize ||x||_0 subject to ||Ax - y||_2 < ε

其中||x||_0x向量的0-范数(即非零元素的数量),而||Ax - y||_2Axy之间的2-范数(即欧几里得距离)。ε是一个容差值,代表了在重构y时所能接受的最大误差。

OMP算法的优点是简单易用、实现快捷,并且相对容易理解。然而由于它是一种贪婪算法,因此有时可能不会找到全局最优解。

应用领域

正交匹配追踪的应用非常广泛,以下是一些主要的应用领域&#x