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通过图投影分裂求解相位恢复

最优化与控制 2020-06-24 v1

摘要

带先验信息的相位恢复可化为一个非光滑非凸优化问题。我们通过图投影分裂(GPS)求解该问题,其中两个邻近子问题与图投影步骤均可高效求解。稍作修改,我们还提出一种鲁棒图投影分裂(RGPS)方法,以稳定含噪测量的迭代。与直觉相反,即便在无噪情形,RGPS 也以更少迭代定位满意解而优于 GPS。基于 GPS 与 Douglas-Rachford 迭代的联系,在采样向量上的温和条件下,我们分析了不动点集,并给出了应用于无先验信息无噪相位恢复的 GPS 与 RGPS 的局部收敛性。对有噪情形,我们给出了重建的误差界。相较于其他现有方法,得益于分裂方法,GPS 与 RGPS 可有效求解带先验信息正则化、针对一般未必等距采样向量的相位恢复。对于高斯相位恢复,与现有梯度流方法相比,数值结果表明 GPS 与 RGPS 对初始化敏感得多更低。因此它们分别显著改善了无噪情形的相变与有噪时的重建。GPS 在包括 RGPS 的现有方法中呈现最尖锐的相变,而当测量数足够大时其所需迭代多于 RGPS。RGPS 在含噪测量的稳定性上优于 GPS。当将 RGPS 应用于更一般的带先验信息非高斯测量(如支撑、稀疏性与 TV 最小化)时,RGPS 要么优于最先进求解器,要么可与之结合以提升重建质量。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.08714,
  title  = {Solving Phase Retrieval via Graph Projection Splitting},
  author = {Ji Li and Hongkai Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.08714},
  year   = {2020}
}