Momentum-Net: Fast and Convergent Iterative Neural Network for Inverse Problems

外推法 迭代重建 算法 计算机科学 人工神经网络 数学优化 人工智能 数学 数学分析
作者
Il Yong Chun,Zhengyu Huang,Hongki Lim,Jeffrey A. Fessler
出处
期刊:IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:45 (4): 4915-4931 被引量:84
标识
DOI:10.1109/tpami.2020.3012955
摘要

Iterative neural networks (INN) are rapidly gaining attention for solving inverse problems in imaging, image processing, and computer vision. INNs combine regression NNs and an iterative model-based image reconstruction (MBIR) algorithm, often leading to both good generalization capability and outperforming reconstruction quality over existing MBIR optimization models. This paper proposes the first fast and convergent INN architecture, Momentum-Net, by generalizing a block-wise MBIR algorithm that uses momentum and majorizers with regression NNs. For fast MBIR, Momentum-Net uses momentum terms in extrapolation modules, and noniterative MBIR modules at each iteration by using majorizers, where each iteration of Momentum-Net consists of three core modules: image refining, extrapolation, and MBIR. Momentum-Net guarantees convergence to a fixed-point for general differentiable (non)convex MBIR functions (or data-fit terms) and convex feasible sets, under two asymptomatic conditions. To consider data-fit variations across training and testing samples, we also propose a regularization parameter selection scheme based on the "spectral spread" of majorization matrices. Numerical experiments for light-field photography using a focal stack and sparse-view computational tomography demonstrate that, given identical regression NN architectures, Momentum-Net significantly improves MBIR speed and accuracy over several existing INNs; it significantly improves reconstruction quality compared to a state-of-the-art MBIR method in each application.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
xshlzwyyh发布了新的文献求助10
4秒前
852应助aa采纳,获得10
7秒前
xshlzwyyh完成签到,获得积分10
10秒前
13秒前
15秒前
aa完成签到,获得积分20
16秒前
aa发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
华仔应助王线性采纳,获得10
24秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得30
25秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
LL来了完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
28秒前
青春完成签到 ,获得积分10
29秒前
劲秉应助KK采纳,获得10
29秒前
smart发布了新的文献求助10
32秒前
67发布了新的文献求助10
34秒前
风中的静珊完成签到 ,获得积分10
37秒前
陈陈陈完成签到,获得积分10
41秒前
41秒前
43秒前
47秒前
123发布了新的文献求助10
50秒前
生椰拿铁完成签到,获得积分10
52秒前
会飞的小猪完成签到,获得积分0
53秒前
诗懿发布了新的文献求助10
53秒前
曲奇吐司完成签到,获得积分10
56秒前
58秒前
大个应助贪玩语蓉采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
王线性发布了新的文献求助10
1分钟前
卷大喵完成签到,获得积分10
1分钟前
希望天下0贩的0应助相因采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助魏猛采纳,获得10
1分钟前
张丹111完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
orange9发布了新的文献求助20
1分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1200
BIOLOGY OF NON-CHORDATES 1000
进口的时尚——14世纪东方丝绸与意大利艺术 Imported Fashion:Oriental Silks and Italian Arts in the 14th Century 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 550
Zeitschrift für Orient-Archäologie 500
The Collected Works of Jeremy Bentham: Rights, Representation, and Reform: Nonsense upon Stilts and Other Writings on the French Revolution 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3352352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2977561
关于积分的说明 8680125
捐赠科研通 2658516
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1455859
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 674121
邀请新用户注册赠送积分活动 664666