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Krylov子空间中的ADMM及其在空间变异模糊全变差恢复中的应用。 (英语) Zbl 1365.65166号

小结:本文提出了一种有效的方法来解决一个涉及大型非对称非Toeplitz矩阵的凸优化问题。所提出的方法是应用于Krylov子空间的交替方向乘法器方法的实例化。我们的方法在计算速度上为涉及大尺寸一般矩阵的凸优化问题提供了显著的优势。我们将该方法应用于空间变化模糊的恢复。表示空间变化模糊的矩阵不是带循环块的块循环矩阵(BCCB)。基于通过离散傅立叶变换对BCCB矩阵进行对角化的有效实现不适用于空间变化的模糊。由于所提出的方法可以有效地处理一般矩阵,因此空间变化模糊的恢复是我们方法的一个很好的应用。空间变化模糊的全变分复原实验结果表明,该方法在短时间内提供了有意义的解决方案。

MSC公司:

65千5 数值数学规划方法
90C25型 凸面编程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] M.V.Afonso、J.M.Bioucas-Dias和M.A.Figueiredo,{使用可变分割和约束优化快速图像恢复},IEEE Trans。图像处理。,19(2010),第2345-2356页·Zbl 1371.94018号
[2] M.V.Afonso、J.M.Bioucas-Dias和M.A.Figueiredo,{成像反问题约束优化公式的增广拉格朗日方法},IEEE Trans。图像处理。,20(2011),第681-695页·Zbl 1372.94004号
[3] A.Agrawal、Y.Xu和R.Raskar,{视频中的可逆运动模糊},ACM Trans。图表。,28 (2009), 95, .
[4] M.S.Almeida和M.A.Figueiredo,{使用交替方向乘数法解卷积未知边界图像},IEEE Trans。图像处理。,22(2013),第3074-3086页·Zbl 1373.94019号
[5] H.C.Andrews和B.R.Hunt,{数字图像恢复},Prentice-Hall信号处理系列1,Prentice-Hall,新泽西州恩格尔伍德克利夫斯,1977年。
[6] M.R.Banham和A.K.Katsaggelos,{数字图像恢复},IEEE信号处理杂志,14(1997),第24-41页。
[7] A.Beck和M.Teboulle,{约束全变分图像去噪和去模糊问题的快速梯度算法},IEEE Trans。图像处理。,18(2009),第2419-2434页·Zbl 1371.94049号
[8] S.Becker、J.Bobin和E.J.CandèS,{《NESTA:稀疏恢复的快速准确一阶方法》,SIAM J.成像科学。,4(2011),第1-39页·Zbl 1209.90265号
[9] S.Berisha和J.G.Nagy,{图像恢复的迭代方法},摘自《信号处理学术出版社图书馆:第4卷——图像、视频处理和分析,硬件、音频、声音和语音处理》,学术出版社,马萨诸塞州沃尔瑟姆,2014年,第193-247页。
[10] D.P.Bertsekas,{凸优化理论},Athena Scientific,马萨诸塞州贝尔蒙特,2009年·兹比尔1242.90001
[11] D.P.Bertsekas和J.N.Tsitsiklis,《并行和分布式计算:数值方法》,第23卷,Prentice Hall,Englewood Cliffs,NJ,1989年·Zbl 0743.65107号
[12] S.Boyd、N.Parikh、E.Chu、B.Peleato和J.Eckstein,《通过交替方向乘数法进行分布式优化和统计学习》,Found。趋势马赫数。学习。,3(2011),第1-122页·Zbl 1229.90122号
[13] S.Boyd和L.Vandenberghe,{凸优化},剑桥大学出版社,英国剑桥,2004·Zbl 1058.90049号
[14] D.Calvetti、B.Lewis和L.Reichel,{利用GMRES方法恢复具有空间变化模糊的图像},《高级信号处理算法、架构和实现》,第X期。SPIE 4116,国际光学工程学会,华盛顿州贝灵汉,2000年,第364-374页。
[15] D.Calvetti、S.Morigi、L.Reichel和F.Sgallari,《Tikhonov正则化和大型离散不定问题的L曲线》,J.Compute。申请。数学。,123(2000),第423-446页·Zbl 0977.65030号
[16] A.Chambolle,《总变异最小化算法及其应用》,J.Math。《成像视觉》,20(2004),第89-97页·Zbl 1366.94048号
[17] S.H.Chan、R.Khoshabeh、K.B.Gibson、P.E.Gill和T.Q.Nguyen,{全变差视频恢复的增广拉格朗日方法},IEEE Trans。图像处理。,20(2011),第3097-3111页·Zbl 1372.94034号
[18] H.Chuan,H.Chang-Hua,W.Zhang,and S.Biao,{it Box-约束全变分图像复原与自动参数估计},自动化学报。Sinica,40(2014),第1804-1811页。
[19] P.L.Combettes和J.-C.Pesquet,{信号处理中的近似分裂方法},《科学与工程中反问题的定点算法》,纽约斯普林格出版社,2011年,第185-212页·Zbl 1242.90160号
[20] P.L.Combettes和V.R.Wajs,{近端前向-后向分裂信号恢复},多尺度模型。模拟。,4(2005),第1168-1200页·Zbl 1179.94031号
[21] L.Condat,{\it凸优化的通用近似算法-应用于总变差最小化},IEEE信号处理。莱特。,21(2014),第985-989页。
[22] L.Denis、E.Thieíbaut、F.Soulez、J.-M.Becker和R.Mourya,{变换模糊的快速近似},国际计算机杂志。视觉。,115(2015),第253-278页·Zbl 1398.94028号
[23] J.Eckstein和D.P.Bertsekas,{关于Douglas-Rachford分裂方法和最大单调算子的近点算法},数学。编程,55(1992),第293-318页·Zbl 0765.90073号
[24] H.W.Engl、M.Hanke和A.Neubauer,《反问题的正则化》,数学。申请。375,Kluwer学术出版社,荷兰多德雷赫特,2000年·Zbl 0859.65054号
[25] P.Escande和P.Weiss,{空间变化模糊算子的稀疏小波表示},SIAM J.成像科学。,8(2015),第2976-3014页·兹比尔1381.94017
[26] M.Fortin和R.Glowinski,{使用增广拉格朗日}的分解协调方法,《增广拉格朗日方法:边界值问题数值解的应用》,数学研究。申请。15,荷兰北部,阿姆斯特丹,1983年,第97-146页·Zbl 0525.65045号
[27] D.Gabay和B.Mercier,{通过有限元近似求解非线性变分问题的对偶算法},计算。数学。应用。,2(1976年),第17-40页·Zbl 0352.65034号
[28] G.H.Golub和C.F.Van Loan,《矩阵计算》,第四版,约翰霍普金斯大学出版社,巴尔的摩,2013年·Zbl 1268.65037号
[29] N.Hajlaoui、C.Chaux、G.Perrin、F.Falzon和A.Benazza-Benyahia,{空间变化点扩散函数背景下的卫星图像恢复},J.Opt。Soc.Amer公司。A、 27(2010),第1473-1481页。
[30] D.Han和X.Yuan,{关于乘数交替方向法的注记},J.Optim。理论应用。,155(2012),第227-238页·Zbl 1255.90093号
[31] P.C.Hansen,{用Toeplitz矩阵进行反褶积和正则化},Numer。《算法》,29(2002),第323-378页·Zbl 1002.65145号
[32] P.C.Hansen、J.G.Nagy和D.P.O’Leary,《图像去模糊:矩阵、光谱和滤波》,Fundam。算法3,SIAM,费城,2006年·Zbl 1112.68127号
[33] C.He,C.Hu,W.Zhang,B.Shi,and X.Hu,{通过分裂Bregman方法进行自适应参数估计的快速全变分图像反褶积},数学。问题。工程,2014(2014),617026。
[34] F.Heide、M.Rouf、M.B.Hullin、B.Labitzke、W.Heidrich和A.Kolb,{通过简单透镜的高质量计算成像},ACM Trans。图表。,32 (2013), 149, .
[35] M.Hirsch、C.J.Schuler、S.Harmeling和B.Schoálkopf,{快速去除非均匀相机抖动},《2011年IEEE计算机视觉国际会议论文集》,2011年,第463-470页。
[36] M.Hirsch、S.Sra、B.Scho¨lkopf和S.Harmeling,{空变多帧盲解卷积的高效滤波流},《2010年IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集》,2010年,第607-614页。
[37] J.Jang、J.D.Yun和S.Yang,{利用正常sinh-arcsinh模型建模非平稳非对称透镜模糊},IEEE Trans。图像处理。,25(2016),第2184-2195页·Zbl 1408.94280号
[38] E.Kee、S.Paris、S.Chen和J.Wang,{建模和去除空间可见光模糊},《2011年IEEE国际计算摄影会议论文集》,2011年,第1-8页。
[39] J.G.Nagy和D.P.O'Leary,《恢复因空间变化模糊而退化的图像》,SIAM J.Sci。计算。,19(1998),第1063-1082页·Zbl 0919.65091号
[40] D.O’Connor和L.Vandenberghe,{用空变核进行全变分图像去模糊},计算。优化。应用。,(2017), . ·Zbl 1369.65035号
[41] C.C.Paige和M.A.Saunders,《稀疏不定线性方程组的解》,SIAM J.Numer。分析。,12(1975),第617-629页·Zbl 0319.65025号
[42] L.Reichel,F.Sgallari,和Q.Ye,{基于广义Krylov子空间方法的Tikhonov正则化},Appl。数字。数学。,62(2012),第1215-1228页·Zbl 1246.65068号
[43] L.I.Rudin、S.Osher和E.Fatemi,{基于非线性总变分的噪声去除算法},Phys。D、 60(1992),第259-268页·Zbl 0780.49028号
[44] Y.Saad,{求解大型非对称线性系统的Krylov子空间方法},数学。公司。,37(1981),第105-126页·Zbl 0474.65019号
[45] Y.Saad,稀疏线性系统的迭代方法,SIAM,费城,2003·Zbl 1031.65046号
[46] Y.Saad和M.H.Schultz,{it GMRES:求解非对称线性系统的广义最小残差算法},SIAM J.Sci。统计师。计算。,7(1986),第856-869页·Zbl 0599.65018号
[47] W.J.Smith,《现代光学工程:光学系统的设计》,McGraw-Hill,纽约,1966年。
[48] J.Wei、C.A.Bouman和J.P.Allebach,《使用矩阵源编码的快速空分卷积及其在相机杂散光抑制中的应用》,IEEE Trans。图像处理。,23(2014),第1965-1979页·Zbl 1374.94737号
[49] Y.-W.Wen和R.H.Chan,{基于差异原理的全变分图像复原参数选择},IEEE Trans。图像处理。,21(2012),第1770-1781页·Zbl 1373.94440号
[50] O.Whyte、J.Sivic、A.Zisserman和J.Ponce,{摇晃图像的非均匀去模糊},国际计算机杂志。视觉。,98(2012),第168-186页·Zbl 1254.68287号
[51] 谢绍,拉哈贾,{平衡图像恢复的交替方向法},IEEE Trans。图像处理。,21(2012),第4557-4567页·Zbl 1373.94449号
[52] X.Zhou、F.Zhou,X.Bai和B.Xue,{基于边界条件的图像去模糊反褶积框架},J.Compute。申请。数学。,261(2014),第14-29页·Zbl 1278.94014号
[53] S.Zhuo和T.Sim,{从单个图像估计散焦图},模式识别。,44(2011),第1852-1858页。
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