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双层优化、深度学习和分数拉普拉斯正则化在层析成像中的应用。 (英语) Zbl 07371382号

小结:在这项工作中,我们考虑了求解逆问题的广义双层优化框架。我们引入分数拉普拉斯算子作为正则化子来提高重建质量,并将其与全变分正则化进行了比较。我们强调,使用分数拉普拉斯算子作为正则化子的关键优势在于,它可以生成线性算子,而总变分正则化则可以生成非线性退化算子。受残差神经网络的启发,为了学习正则化的最佳强度和分数拉普拉斯指数,我们针对一般正则化反问题开发了一个变深度的专用双层优化神经网络。我们说明了如何将各种正则化器选择合并到我们提出的网络中。作为示例,我们将层析重建视为一个模型问题,并通过分数拉普拉斯正则化显示了重建质量的改进,特别是对于有限数据。通过我们提出的双层优化神经网络,我们成功地学习了正则化强度和分数指数。我们观察到分数拉普拉斯正则化优于全变分正则化。在数据有限且有噪声的情况下,这特别令人鼓舞,也很重要。

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