FASPR:利用上界概念的快速稀疏相位恢复算法

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本文是一篇发表在《数字信号处理》(Digital Signal Processing)2018年第80期的研究论文,标题为"FASPR: 一种基于上界概念的快速稀疏相位恢复算法"。作者Baoshun Shi、Shuzhen Chen、Ye Tian、Xiaoyu Fan和Qiusheng Li等人来自燕山大学信息科学与工程学院以及河北省信息传输与信号处理重点实验室。 论文主要探讨了在数字信号处理领域中的一个关键问题:相位恢复(Phase Retrieval, PR),即通过测量一组线性变换后的幅度或强度来重构感兴趣图像。这一过程由于涉及非线性采样操作,使得恢复任务极具挑战性。为了克服这个难题,研究者们近年来开始利用稀疏性先验信息,将数据拟合度项与精细的稀疏诱导正则化相结合。 论文的核心贡献是提出了FASPR(Fast Sparse Phase Retrieval)算法,它采用了一种快速的、基于上界概念的方法。上界概念在这里是指利用数学上的epigraph set理论,这是一种优化工具,可以帮助约束和简化问题,特别是在处理非凸优化时。FASPR算法结合了总变分(Total Variation, TV)作为稀疏性表示,TV有助于保留图像的边缘和结构信息,这对于保持图像细节至关重要。 FASPR算法借鉴了快速迭代方法,如Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm (FISTA),该算法能够在保证收敛速度的同时,有效地处理大规模的数据集。通过这种方式,FASPR能够高效地在保证图像质量的同时,显著降低计算复杂度,这对于实时应用和大数据场景具有重要意义。 文章还提到了一些关键词,如"编码衍射图案"(Coded Diffraction Pattern)和"非凸优化",这些概念都与实际实验和理论分析紧密相关。这篇论文在稀疏相位恢复领域提供了一个新颖且高效的解决方案,对于提升相位恢复算法的性能,特别是在高维度和大规模数据处理方面,具有很高的实用价值。