×

基于对称高斯-塞德尔技术的交替方向乘法器方法用于变换不变的低秩纹理问题。 (英语) Zbl 1433.68512号

摘要:变换不变的低阶纹理(也称为TILT)可以从用户指定的2D窗口中准确而稳健地提取3D中的纹理或几何信息,尽管存在显著的扭曲和变形。研究发现,通过求解一系列矩阵核范数和(ell_1)范数涉及的凸极小化问题,可以从理论和数值上表征该任务。为了解决这一问题,通常采用高斯-赛德尔方法直接推广交替方向乘法器(ADMM),在实际应用中通常具有良好的数值性能,但其收敛性没有理论保证。在本文中,我们通过使用由十、李等【数学课程.155,No.1-2(A),333-373(2016;Zbl 1342.90134号)]. sGS-ADMM保证收敛,我们将在本文中证明它比直接扩展的ADMM在实际中也是有效的。当sGS技术应用于这个特定的问题时,我们表明只需要更新一个变量,并且这种更新几乎不会增加任何额外的计算成本。的sGS分解定理十、李等【数学课程.175,第1-2(A)号,395-418(2019年;Zbl 1412.90086号)]建立了sGS-ADMM与经典ADMM之间的等价关系,并增加了一个半近似项,从而可以直接跟踪收敛结果。大量实验表明,sGS-ADMM及其广义变量比直接扩展的ADMM具有更高的数值效率。

MSC公司:

68平方英寸10 图像处理的计算方法
65层10 线性系统的迭代数值方法
90C25型 凸面编程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 蔡,JF;坎迪斯,EJ;沈,Z,矩阵补全的奇异值阈值算法,SIAM J.Optim。,1956-1982年20日,(2010年)·Zbl 1201.90155号 ·doi:10.1137/080738970
[2] 坎迪斯,EJ;李,X;马,Y;Wright,J,稳健主成分分析?,J.ACM,58,1-37,(2011)·Zbl 1327.62369号 ·数字对象标识代码:10.1145/1970392.1970395
[3] Chen,C.H.:一类矩阵范数逼近问题的数值算法,南京大学数学系博士论文,南京,中国。http://www.math.nus.edu.sg/matsundf/Thesis_Caihua.pdf(2012)
[4] 陈,CH;他,B;Ye,Y;Yuan,X,多块凸极小化问题ADMM的直接推广不一定收敛,数学。程序。,155, 57-79, (2016) ·兹比尔1332.90193 ·doi:10.1007/s10107-014-0826-5
[5] 陈,L;孙,DF;Toh,K-C,一种用于高维凸组合二次曲线规划的高效非精确对称高斯-赛德尔优化ADMM,数学。程序。,161, 237-270, (2017) ·Zbl 1356.90105号 ·doi:10.1007/s10107-016-1007-5
[6] Eckstein,J,凸规划的一些鞍函数分裂方法,Optim。方法软件。,4, 75-83, (1994) ·doi:10.1080/10556789408805578
[7] 埃克斯坦,J;Bertsekas,DP,关于Douglas-Rachford分裂方法和最大单调算子的近点算法,数学。程序。,55, 293-318, (1992) ·Zbl 0765.90073号 ·doi:10.1007/BF01581204
[8] Fazel,M.:矩阵秩最小化及其应用,斯坦福大学博士论文(2002)
[9] Fazel,M;乒乓球,TK;孙,DF;Tseng,P,Hankel矩阵秩最小化及其在系统识别和实现中的应用,SIAM J.矩阵分析。申请。,第34页,946-977页,(2013年)·Zbl 1302.90127号 ·doi:10.1137/110853996
[10] 加贝,D;Mercier,B,通过有限元近似解非线性变分问题的对偶算法,计算。数学。申请。,2, 17-40, (1976) ·Zbl 0352.65034号 ·doi:10.1016/0898-1221(76)90003-1
[11] 格洛温斯基,R;马拉科,A,Sur l’A approximation,paréls finis d’ordre un,et la résolution,parñalisation qualityéd une class de problèmes de Dirichlet nonéaires,revue française d'atomatique,informatique recherche op rationelle,Analyse Numérique,9,41-76,(1975)·Zbl 0368.65053号 ·doi:10.1051/m2安/197509R200411
[12] Lam,X.Y.,Marron,J.S.,Sun,D.F.,Toh,K.C.:大规模广义距离加权判别的快速算法(2017)。arXiv:1604.05473v4型
[13] 李,XD;孙,DF;Toh,K-C,基于Schur补码的凸二次锥规划半近似ADMM及其扩展,数学。程序。,155, 333-373, (2016) ·兹比尔1342.90134 ·doi:10.1007/s10107-014-0850-5
[14] Li,X.D.,Sun,D.F.,Toh,K.C.:QSDPNAL:凸二次半定规划的两阶段近端增广拉格朗日方法(2016)。arXiv:1512.08872v1
[15] Li,X.D.,Sun,D.F.,Toh,K.C.:凸组合二次规划的块对称高斯-赛德尔分解定理及其应用。数学。程序。(2018). https://doi.org/10.1007/s10107-018-1247-7 ·Zbl 1412.90086号
[16] Lowe,DG,《不同尺度关键点的独特图像特征》,国际计算机杂志。视觉。,60, 91-110, (2004) ·doi:10.1023/B:VISI.0000029664.99615.94
[17] 苗,W;潘,S;Sun,DF,固定基系数矩阵补全的等级修正程序,数学。程序。,159, 289-338, (2016) ·Zbl 1356.90178号 ·doi:10.1007/s10107-015-0961-7
[18] JM莫雷尔;Yu,G,ASIFT:全仿射不变图像比较的新框架,SIAM J.Imaging Sci。,2, 438-469, (2009) ·Zbl 1181.68252号 ·doi:10.1137/080732730
[19] 彭,Y;加内什,A;赖特,J;徐,W;Ma,Y,RASL:线性相关图像的稀疏和低秩分解鲁棒对齐,IEEE Trans。模式分析。,3422233-2246,(2012年)·doi:10.1109/TPAMI.2011.282
[20] 任,X;Lin,Z,用于快速求解变换不变低阶纹理的具有自适应惩罚和热启动的线性化交替方向方法,国际期刊计算。视觉。,104, 1-14, (2013) ·Zbl 1270.68354号 ·doi:10.1007/s11263-013-0611-6
[21] Rockafellar,R.T.:凸分析。纽约普林斯顿大学出版社(1970)·Zbl 0193.18401号 ·doi:10.1515/9781400873173
[22] 孙,DF;Toh,K-C;Yang,L,具有4型约束的圆锥规划的一种收敛的三块半近端交替方向乘法器方法,SIAM J.Optim。,25, 882-915, (2015) ·Zbl 1328.90083号 ·数字对象标识代码:10.1137/140964357
[23] Xiao,Y.,Chen,L.,Li,D.H.:凸复合圆锥规划的带半近似项乘数的广义交替方向方法(2017)。arXiv:1507.05691v3号
[24] 肖,Y;Song,H,约束总变差正则化压缩传感问题的不精确交替方向算法,J.Math。成像视觉。,44, 114-127, (2012) ·Zbl 1255.94030号 ·doi:10.1007/s10851-011-0314-y
[25] 肖,Y;杨,J;袁,X,从随机投影重建总变化图像的交替算法,逆问题。图像。,6, 547-563, (2012) ·Zbl 1260.94023号 ·doi:10.3934/ipi.2012.6.547
[26] 杨,J;Zhang,Y,交替方向算法\(ℓ _1)-压缩传感问题,SIAM J.Sci。计算。,33, 250-273, (2011) ·Zbl 1256.65060号 ·数字对象标识代码:10.1137/09077761
[27] 张,Z;Ganesh,A;X梁;Ma,Y,TILT:变换不变的低阶纹理,国际计算杂志。视觉。,99, 1-24, (2012) ·Zbl 1254.68290号 ·文件编号:10.1007/s11263-012-0515-x
[28] Zhang,Z.,Liang,X.,Ma,Y.:在广义圆柱表面上展开低阶纹理。摘自:《计算机视觉国际会议论文集》,第1347-1354页。
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,而不声称其完整性或完全匹配。