Banach空间基于非光滑惩罚项的迭代正则化算法及其应用

基本信息
批准号:11871149
项目类别:面上项目
资助金额:52.00
负责人:钟敏
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨明,徐毅,刘晓曼,王艳艳,吕星龙,孙春龙
关键词:
全变差非光滑惩罚项Banach空间不适定问题迭代正则化方法
结项摘要

In the exploration of specific problems in engineering such us image denoising, geological exploration and biomedical imaging, the importance of non-smooth parameter reconstruction is becoming more and more important. The application of such problems in the reconstruction of medium interface is an important index to depict the typical characteristics of the medium. The mathematical difficulty of such reconstruction is how to keep the non-smoothness property of the solution, the Tikhonov regularization algorithm in the Hilbert space will over smooth the regularization solution. Therefore, it is a key method to deal with such problems by introducing the appropriate non-smooth penalty term and considering the corresponding optimization problem. This project research the theoretical analysis and numerical simulation of the iterative regularization algorithm in Banach space, including global convergent algorithm and Nesterov accelerating. Combining with Morozov discrepancy principle and Hanke-Raus heuristic stopping criterion, the project establishes the error estimates and discusses convergence speed. In addition, in order to reduce the computational cost, we provide the multi-level global convergence algorithm, the accuracy of regularized solution is improved by successive iteration of input data. Based on the rigorous mathematical theory, the results of this project provide efficient algorithms for non-smooth imaging application.

在图像恢复、地质勘探、生物医学成像等众多应用领域,非光滑参数的重建问题数学上的重要性日益显著。这类问题应用于介质和界面的恢复,是刻画介质典型特征的一个重要指标;数学上求解的难点在于利用正则化方法去噪的同时必须保持解的非光滑性,此时Hilbert空间中的经典的Tikhonov正则化算法化将会使反演解过度光滑。引入适当的非光滑约束作为惩罚项并考虑对应的优化问题是处理这类非光滑解恢复问题的一个关键方法。本项目在Banach空间中研究带有非光滑罚项的迭代正则化算法的相关理论和算法实现,包括全局收敛算法及加速迭代算法、结合广义残差准则或Hanke-Raus型启发式停止准则建立正则化解的误差估计及收敛速度。为了减少计算量,进而研究数据空间的多尺度全局收敛算法,通过对输入数据分层使用,逐次迭代提高近似解的精度。本项目的结果为应用领域的非光滑成像提供了具有严格数学理论基础的高效算法。

项目摘要

在图像恢复、地质勘探、生物医学成像等众多应用领域,非光滑参数的重建问题数学上的重要性日益显著。这类问题应用于介质和界面的恢复,是刻画介质典型特征的一个重要指标;数学上求解的难点在于利用正则化方法去噪的同时必须保持解的非光滑性,此时Hilbert空间中的经典的Tikhonov正则化算法化将会使反演解过度光滑。引入适当的非光滑约束作为惩罚项并考虑对应的优化问题是处理这类非光滑解恢复问题的一个关键方法。本项目研究了Banach空间中研究带有非光滑罚项的迭代正则化算法的相关理论和算法实现,完整讨论了全局收敛算法、多尺度算法、Bregman加速,两点梯度算法、渐进性分析、以及在地球科学中的应用。本项目的结果为应用领域的非光滑成像提供了具有严格数学理论基础的高效算法。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

钟敏的其他基金

批准号:11501102
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61801057
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270890
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:40674038
批准年份:2006
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:40474029
批准年份:2004
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:61474009
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:21471140
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:40974045
批准年份:2009
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:30270348
批准年份:2002
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:41774094
批准年份:2017
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:30570441
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:41474063
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41174066
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:21101143
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:49904002
批准年份:1999
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30670490
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

Banach空间中非线性反问题求解的一类迭代正则化方法及应用

批准号:11871180
批准年份:2018
负责人:韩波
学科分类:A0505
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
2

Banach 空间中非扩张映象的不动点性质及其迭代算法研究

批准号:11401063
批准年份:2014
负责人:蔡钢
学科分类:A0208
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

求解非光滑、非凸正则极小化问题的光滑化信赖域方法

批准号:11201472
批准年份:2012
负责人:牛凌峰
学科分类:A0405
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

空间域反常扩散中源项识别问题的正则化理论及算法

批准号:11301168
批准年份:2013
负责人:郑光辉
学科分类:A0505
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目