• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

在日本大获成功:用于解决逆问题的正则化网络

Big in Japan: Regularizing Networks for Solving Inverse Problems.

作者信息

Schwab Johannes, Antholzer Stephan, Haltmeier Markus

机构信息

Department of Mathematics, University of Innsbruck, Technikerstrasse 13, 6020 Innsbruck, Austria.

出版信息

J Math Imaging Vis. 2020;62(3):445-455. doi: 10.1007/s10851-019-00911-1. Epub 2019 Oct 3.

DOI:10.1007/s10851-019-00911-1
PMID:32308256
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7144407/
Abstract

Deep learning and (deep) neural networks are emerging tools to address inverse problems and image reconstruction tasks. Despite outstanding performance, the mathematical analysis for solving inverse problems by neural networks is mostly missing. In this paper, we introduce and rigorously analyze families of deep regularizing neural networks (RegNets) of the form , where is a classical regularization and the network is trained to recover the missing part not found by the classical regularization. We show that these regularizing networks yield a convergent regularization method for solving inverse problems. Additionally, we derive convergence rates (quantitative error estimates) assuming a sufficient decay of the associated distance function. We demonstrate that our results recover existing convergence and convergence rates results for filter-based regularization methods as well as the recently introduced null space network as special cases. Numerical results are presented for a tomographic sparse data problem, which clearly demonstrate that the proposed RegNets improve classical regularization as well as the null space network.

摘要

深度学习和(深度)神经网络是解决逆问题和图像重建任务的新兴工具。尽管性能卓越,但通过神经网络解决逆问题的数学分析大多缺失。在本文中,我们引入并严格分析了形式为 的深度正则化神经网络(RegNets)族,其中 是一种经典正则化,并且网络 被训练来恢复经典正则化未找到的缺失部分 。我们表明,这些正则化网络产生了一种用于解决逆问题的收敛正则化方法。此外,在假设相关距离函数充分衰减的情况下,我们推导了收敛速率(定量误差估计)。我们证明,我们的结果恢复了基于滤波器的正则化方法以及最近引入的零空间网络的现有收敛和收敛速率结果,作为特殊情况。针对断层扫描稀疏数据问题给出了数值结果,这些结果清楚地表明所提出的RegNets改进了经典正则化以及零空间网络。

相似文献

1
Big in Japan: Regularizing Networks for Solving Inverse Problems.在日本大获成功:用于解决逆问题的正则化网络
J Math Imaging Vis. 2020;62(3):445-455. doi: 10.1007/s10851-019-00911-1. Epub 2019 Oct 3.
2
Discretization of Learned NETT Regularization for Solving Inverse Problems.用于求解逆问题的学习到的NETT正则化的离散化
J Imaging. 2021 Nov 15;7(11):239. doi: 10.3390/jimaging7110239.
3
SpiNet: A deep neural network for Schatten p-norm regularized medical image reconstruction.SpiNet:用于 Schatten p-范数正则化医学图像重建的深度神经网络。
Med Phys. 2021 May;48(5):2214-2229. doi: 10.1002/mp.14744. Epub 2021 Mar 22.
4
Total Deep Variation: A Stable Regularization Method for Inverse Problems.总深度变差:反问题的一种稳定正则化方法。
IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 2022 Dec;44(12):9163-9180. doi: 10.1109/TPAMI.2021.3124086. Epub 2022 Nov 7.
5
Convergence Behavior of DNNs with Mutual-Information-Based Regularization.基于互信息正则化的深度神经网络收敛行为
Entropy (Basel). 2020 Jun 30;22(7):727. doi: 10.3390/e22070727.
6
Neural networks-based regularization for large-scale medical image reconstruction.基于神经网络的正则化方法在大规模医学图像重建中的应用。
Phys Med Biol. 2020 Jul 6;65(13):135003. doi: 10.1088/1361-6560/ab990e.
7
Regularization of deep neural networks with spectral dropout.带谱随机失活的深度神经网络正则化。
Neural Netw. 2019 Feb;110:82-90. doi: 10.1016/j.neunet.2018.09.009. Epub 2018 Oct 16.
8
On Hallucinations in Tomographic Image Reconstruction.关于断层成像重建中的幻觉。
IEEE Trans Med Imaging. 2021 Nov;40(11):3249-3260. doi: 10.1109/TMI.2021.3077857. Epub 2021 Oct 27.
9
Hybrid ISTA: Unfolding ISTA With Convergence Guarantees Using Free-Form Deep Neural Networks.混合迭代收缩阈值算法(Hybrid ISTA):使用自由形式深度神经网络实现具有收敛保证的迭代收缩阈值算法展开
IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 2023 Mar;45(3):3226-3244. doi: 10.1109/TPAMI.2022.3172214. Epub 2023 Feb 3.
10
Neural network for a class of sparse optimization with L-regularization.具有 L-正则化的一类稀疏优化的神经网络。
Neural Netw. 2022 Jul;151:211-221. doi: 10.1016/j.neunet.2022.03.033. Epub 2022 Apr 5.

本文引用的文献

1
Deep learning for photoacoustic tomography from sparse data.基于稀疏数据的光声层析成像深度学习方法
Inverse Probl Sci Eng. 2018 Sep 11;27(7):987-1005. doi: 10.1080/17415977.2018.1518444. eCollection 2019.
2
CNN-Based Projected Gradient Descent for Consistent CT Image Reconstruction.基于 CNN 的投影梯度下降法用于一致的 CT 图像重建。
IEEE Trans Med Imaging. 2018 Jun;37(6):1440-1453. doi: 10.1109/TMI.2018.2832656.
3
Framing U-Net via Deep Convolutional Framelets: Application to Sparse-View CT.基于深度卷积框架的 U-Net 模型构建:在稀疏视角 CT 中的应用
IEEE Trans Med Imaging. 2018 Jun;37(6):1418-1429. doi: 10.1109/TMI.2018.2823768.
4
Multidimensional digital image representations using generalized Kaiser-Bessel window functions.使用广义凯泽-贝塞尔窗函数的多维数字图像表示
J Opt Soc Am A. 1990 Oct;7(10):1834-46. doi: 10.1364/josaa.7.001834.