×

具有解析界的泊松或泊松高斯噪声下基于方差稳定的压缩反演。 (英语) Zbl 1429.94028号

摘要:大多数现有的压缩测量信号重建边界都假设存在附加的信号相关噪声。然而,在许多压缩成像系统中,用泊松或泊松-高斯噪声模型更准确地表示噪声统计。在本文中,我们从被泊松或泊松-高斯噪声污染的压缩测量值中导出了信号重建误差的上界。我们的界的特征如下:(1)导出了具有统计激励参数选择的可计算凸估计的界。该估计器对信号稀疏性进行惩罚,约束条件基于方差稳定变换对项施加一个新的统计激励上界,以通过(近似)恒定方差的分布来近似泊松或泊松-高斯分布。(2) 这些边界适用于在任何正交基中稀疏且可压缩的信号,并且是针对服从实际约束(如非负性和通量预留)的压缩系统推导的。我们的边界是由我们开发和分析的方差稳定化变换的几个特性决定的。我们给出了在不同测量次数和不同信号强度水平下信号重建的广泛数值结果。我们的工作是首次推导泊松-高斯噪声模型压缩反演的边界。我们还利用方差稳定器的特性,为泊松和泊松-高斯逆问题的惩罚估计中正则化参数的选择制定了一个原则。

MSC公司:

94甲12 信号理论(表征、重建、滤波等)
62甲12 多元分析中的估计
62华氏35 多元分析中的图像分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序 链接

参考文献:

[1] Candes E 2008受限等距特性及其对压缩传感的影响C.R.数学。346 589-92 ·Zbl 1153.94002号 ·doi:10.1016/j.crma.2008.03.014
[2] Trussell H J和Zhang R 2012彩色数码相机中泊松噪声的优势ICIP公司第329-32页
[3] Murtagh F、Starck J-L和Bijaoui A 1995使用多分辨率支持进行噪声抑制的图像恢复阿童木。天体物理学。112 179
[4] Delpretti S、Luisier F、Ramani S、Blu T和Unser M 2008时域荧光显微镜图像的多帧序列去噪ISBI公司第149-52页
[5] Du Bosq T和Preece B 2016单像素压缩传感成像系统性能评估程序。SPIE公司9820 98200华氏度
[6] Duarte M、Davenport M、Takhar D、Laska J、Sun T、Kelly K和Baraniuk R 2008通过压缩采样实现单像素成像IEEE信号处理。美格。25 83-92 ·doi:10.1109/MSP.2007.914730
[7] Chouzenoux E、Jezierska A、Pesquet J-C和Talbot H 2015精确泊松-高斯似然图像恢复的凸方法SIAM J.成像科学。8 2662-82 ·Zbl 1343.94004号 ·doi:10.1137/15M1014395
[8] Luisier F、Blu T和Unser M 2011混合泊松-高斯噪声中的图像去噪IEEE提示20 696-708 ·Zbl 1372.94168号
[9] Shin D、Shapiro J-H和Goyal V 2016低通量最小二乘单像素成像性能分析IEEE信号处理。莱特。23 1756-60 ·doi:10.1109/LSP.2016.2617329
[10] Harmany Z公司2012年,这是SPIRAL-TAP:稀疏泊松强度重建算法——理论与实践IEEE提示21 1084-96 ·Zbl 1372.94381号
[11] Lingenfelter D、Fessler J和He Z 2009泊松数据图像重建稀疏正则化程序。SPIE公司7246
[12] Starck J L和Bobin J 2010天文数据分析和稀疏性:从小波到压缩传感程序。电气与电子工程师协会98 1021-30 ·doi:10.1109/JPROC.2009.2025663
[13] Zhang B,Fadili M和Starck J 2008泊松噪声去除的小波、脊波和曲线IEEE提示17 1093-108
[14] DupéF-X、Fadili M和Starck J 2009使用稀疏表示法解卷泊松噪声图像的近似迭代IEEE传输。图像处理。18 310-21 ·Zbl 1371.94117号 ·doi:10.1109/TIP.2008.2008223
[15] Jeong T、Woo H和Yun S 2013使用近端线性化交替方向方法进行基于帧的泊松图像恢复反问题29 075007 ·Zbl 1322.94017号 ·doi:10.1088/0266-5611/29/7/075007
[16] Hohage T和Werner F 2016泊松数据反演问题:统计正则化理论、应用和算法反问题32 093001 ·Zbl 1372.65163号 ·doi:10.1088/0266-5611/32/9/093001
[17] Anscombe F J 1948泊松、二项式和负性肿瘤数据的转换生物特征35 246-54 ·Zbl 0032.03702号 ·doi:10.2307/2332343
[18] Garg D和Rajwade A 2017使用方差稳定变换的泊松压缩感知性能界限ICASSP公司第1-4页
[19] Raginsky M、Willett R、Harmany Z和Marcia R 2010泊松噪声下的压缩传感性能界限IEEE TSP标准58 3990-4002 ·Zbl 1392.94417号
[20] Baraniuk R,Davenport M,DeVore R和Wakin M 2008随机矩阵限制等距性的简单证明构造近似值。28 253-63 ·Zbl 1177.15015号 ·文件编号:10.1007/s00365-007-9003-x
[21] Bobin J、Starck J-L和Ottensamer R 2008天文学压缩传感IEEE J.选择。顶部。信号处理。2 718-26 ·doi:10.1109/JSTSP.2008.2005337
[22] Scaife A、Puy G、Jacques L、Vandergheynst P和Wiaux Y 2009年射电干涉压缩传感成像技术周一。不是。R.阿斯顿。Soc公司。395 1733-42 ·文件编号:10.1111/j.1365-2966.2009.14665.x
[23] Studer V、Bobin J、Chahid M、Mousavi H-S、Candes E和Dahan M 2012用于生物和高光谱成像的压缩荧光显微镜程序。美国国家科学院。科学。109 ·doi:10.1073/pnas.11951109
[24] Howland G、Lum D、Ware M和Howell J 2013光子计数压缩深度映射选择。快递21 23822-37 ·doi:10.1364/OE.21.023822
[25] Ma J 2009单像素遥感IEEE地质科学。遥感快报。6 199-203 ·doi:10.1109/LGRS.2008.2010959
[26] Curtiss J H 1943关于方差分析中使用的变换安。数学。斯达。14 107-22 ·Zbl 0060.31203号 ·doi:10.1214/aoms/1177731452
[27] 本文中再现结果的代码(网址:https://www.cse.iitb.ac.in/ajitvr/Poisson_Poisson-Gaussian_CS/)
[28] Bertero M、Boccacci P、Talenti G、Zanella R和Zanni L 2010泊松数据的差异原则反问题26 105004 ·Zbl 1200.62067号 ·doi:10.1088/0266-5611/26/10/105004
[29] Jiang X、Raskutti G和Willett R 2015物理约束泊松反问题的最小极大最优速率IEEE TIT61 4458-74 ·兹比尔1359.94106
[30] Bartlett M S 1936方差分析中的平方根变换J.R.统计社会。68 1
[31] Candes E、Romberg J和Tao T 2006从不完整和不准确的测量中恢复稳定的信号Commun公司。纯应用程序。数学。59 1207-23 ·邮编1098.94009 ·doi:10.1002/cpa.20124年
[32] Candes E和Tao T 2007 dantzig选择器:当p远大于n时的统计估计Ann.统计。35 2313-51 ·Zbl 1139.62019号 ·doi:10.1214/00905360000001523
[33] Freeman M和Tukey J 1950与角度和平方根相关的变换安。数学。斯达。21 607-11 ·兹伯利0039.35304 ·doi:10.1214/aoms/1177729756
[34] Laurent B和Massart P 2000通过模型选择对二次函数的自适应估计Ann.统计。28 1302-38 ·Zbl 1105.62328号 ·doi:10.1214/aos/1015957395
[35] Boyd S和Vandenberghe L 2004凸优化(剑桥:剑桥大学出版社)·兹比尔1058.90049 ·doi:10.1017/CBO9780511804441
[36] 具有非线性算子的tikhonov型泛函的Anzengruber S和Ramlau R 2009 Morozovs差异原理反问题26 025001 ·Zbl 1192.65064号 ·doi:10.1088/0266-5611/26/2/025001
[37] Heath M 1996年科学计算:介绍性调查第2版(纽约:McGraw-Hill)·Zbl 0903.68072号
[38] Zanni L、Benfenati A、Bertero M和Ruggiero V 2015泊松数据反演中参数估计的数值方法数学杂志。成像视觉。52 397-413 ·Zbl 1327.65117号 ·doi:10.1007/s10851-014-0553-9
[39] Grant M和Boyd S 2014 CVX:Matlab软件,用于严格的凸编程2.1版(http://cvxr.com/cvx)
[40] Rohban M-H、Saligrama V和Vaziri D-M 2016 Minimax最优稀疏信号恢复与泊松统计IEEE TSP标准64 3495-508 ·Zbl 1414.94511号
[41] Li Y和Raskutti G 2018 lq球稀疏下泊松反问题的Minimax最优凸方法IEEE信息理论汇刊64 8 ·Zbl 1401.90260号 ·doi:10.1109/TIT.2018.2850365
[42] Frick K、Marnitz P和Munk A 2013变分成像的统计多分辨率估计:在泊松生物光子学中的应用数学杂志。成像视觉。46 370-87 ·Zbl 1312.68222号 ·doi:10.1007/s10851-012-0368-5
[43] Li Y-H和Cevher V 2015压缩泊松回归的l1-正则最大似然的一致性ICASSP公司第3606-10页
[44] Bardsley J和Goldes J 2009不适定泊松最大似然估计的正则化参数选择方法反问题25 095005 ·Zbl 1176.68225号 ·doi:10.1088/0266-5611/25/9/095005
[45] Oike Y和El Gamal A 2013 CMOS图像传感器,带全列sigma-delta ADC和可编程压缩传感IEEE J.固态电路48 318-28 ·doi:10.1109/JSSC.2012.2214851
[46] Kulkarni K、Lohit S、Turaga P、Kerviche R和Ashok A 2016年重新布设:基于压缩感知测量的图像非迭代重建CVPR公司
[47] Laska J、Boufounos P、Davenport M和Baraniuk R 2011行动中的民主:量化、饱和和压缩传感申请。计算。哈蒙。分析。31 429-43 ·Zbl 1231.94045号 ·doi:10.1016/j.aca.2011.02.002
[48] 波拉德J H 1977数字和统计技术手册:主要来自生命科学的例子(剑桥:剑桥大学出版社)·兹比尔0357.62090 ·doi:10.1017/CBO9780511569692
[49] Patil S和Rajwade A 2016图像去噪程序。英国机器视觉会议。 ·doi:10.5244/C.30.33
[50] Jiang X、Reynaud-Bouret P、Rivoirard V、Sansonnet L和Willett R 2016泊松噪声65 1589-613下的数据相关加权LASSO·Zbl 1432.62222号 ·doi:10.1109/TIT.2018.2869578
[51] Patil S、Gurumoorthy K和Rajwade A 2019使用信息论度量在泊松噪声下进行压缩恢复信号处理。162 35-53 ·doi:10.1016/j.sigpro.2019.04.004
[52] Rish I和Grabarnik G 2009指数族噪声稀疏信号恢复ACCS公司第60-6页
[53] Kakade S、Shamir O、Sindharan K和Tewari A 2010学习高维指数族:强凸性和稀疏性AISTATS公司第381-8页
[54] Jinzhu J、Karl R和Bin Y,2013年,类泊松假设下的LASSO统计正弦。23 99-118 ·Zbl 1259.62042号
[55] Ivanoff S、Picard F和Rivoirard V 2016函数泊松回归的自适应LASSO和LASSO组JMLR公司17 1-46 ·Zbl 1360.62398号
[56] Foucart S和Rauhut H,2013年压缩传感的数学导论(巴塞尔:Birkhä用户)·Zbl 1315.94002号 ·doi:10.1007/978-0-8176-4948-7
[57] 计划Y和Vershynin R 2016带有非线性观测的广义LASSOIEEE TIT62 1528-37 ·Zbl 1359.94153号
[58] Yang Z,Wang Z,Liu H,Eldar Y和Zhang T 2015稀疏非线性回归:参数估计和渐近推断(arXiv:1511.04514)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。