Compressive sensing (CS) reconstructs images from sub-Nyquist measurements by solving a sparsity-regularized inverse problem. Traditional CS solvers use iterative optimizers with hand crafted sparsifiers, while early data-driven methods directly learn an inverse mapping from the low-dimensional measurement space to the original image space. The latter outperforms the former, but is restrictive to a pre-defined measurement domain. More recent, deep unrolling methods combine traditional proximal gradient methods and data-driven approaches to iteratively refine an image approximation. To achieve higher accuracy, it has also been suggested to learn both the sampling matrix, and the choice of measurement vectors adaptively. Contrary to the current trend, in this work we hypothesize that a general inverse mapping from a random set of compressed measurements to the image domain exists for a given measurement basis, and can be learned. Such a model is single-shot, non-restrictive and does not parametrize the sampling process. To this end, we propose MOSAIC, a novel compressive sensing framework to reconstruct images given any random selection of measurements, sampled using a fixed basis. Motivated by the uneven distribution of information across measurements, MOSAIC incorporates an embedding technique to efficiently apply attention mechanisms on an encoded sequence of measurements, while dispensing the need to use unrolled deep networks. A range of experiments validate our proposed architecture as a promising alternative for existing CS reconstruction methods, by achieving the state-of-the-art for metrics of reconstruction accuracy on standard datasets.


翻译:压缩感知(CS)通过求解稀疏正则化逆问题,从亚奈奎斯特采样测量值中重建图像。传统CS求解器采用基于迭代优化器的手工稀疏化方法,而早期数据驱动方法则直接学习从低维测量空间到原始图像空间的逆映射。后者虽优于前者,但受限于预定义的测量域。近期,深度展开方法结合传统近端梯度算法与数据驱动方法,通过迭代细化图像近似值。为提升精度,有研究进一步提出自适应学习采样矩阵与测量向量选择。与当前趋势不同,本研究假设:对于给定测量基,存在从随机压缩测量集到图像域的通用逆映射,且该映射可被学习。此模型具有单步、非限制性特点,且无需对采样过程参数化。为此,我们提出MOSAIC——一种新型压缩感知框架,可在固定基下对任意随机测量子集实现图像重建。受测量信息分布不均匀现象的启发,MOSAIC引入嵌入技术,在编码测量序列上高效应用注意力机制,同时避免使用展开式深度网络。多组实验验证了所提架构作为现有CS重建方法有力替代方案的潜力,其在标准数据集上达到了重建精度指标的最优水平。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2018年4月6日
Arxiv
19+阅读 · 2018年3月28日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员