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实值或圆值信号的 $L^1$-TV 正则化精确算法

数值分析 2017-05-16 v2 最优化与控制

摘要

我们考虑定义在实直线或单位圆上的单变量信号的 L1L^1-TV 正则化。实数据空间导致一个凸优化问题,而对于圆值数据该问题是非凸的。本文中,我们推导了两种数据空间的精确算法。一个关键要素是将无限搜索空间化简为有限配置集合,该集合可由 Viterbi 算法扫描。为降低所涉及表格计算的计算复杂度,我们将距离变换技术推广到非均匀网格和圆形数据空间。总体而言,所提算法的复杂度为 O(KN)\mathscr{O}(KN),其中 NN 为信号长度,KK 为数据集中不同值的数量。特别地,对于量化数据,复杂度为 O(N)\mathscr{O}(N)。这是首个针对圆值数据的 TV 正则化精确算法,并且假设标量数据被量化,它与最先进方法具有竞争力。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.00499,
  title  = {Exact algorithms for $L^1$-TV regularization of real-valued or circle-valued signals},
  author = {Martin Storath and Andreas Weinmann and Michael Unser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.00499},
  year   = {2017}
}