我目前正在研究信号的压缩感知和稀疏表示,特别是图像。
我经常被问到“什么是稀疏定义?”。我回答“如果信号的大多数元素在傅里叶或小波等域中为零或接近于零,那么该信号在该基础上是稀疏的。” 但是这个定义总有一个问题,“大多数元素是什么意思?是90%?80%?92.86%?!” 这是我的问题出现的地方,是否有任何精确的,即数字的稀疏定义?
我目前正在研究信号的压缩感知和稀疏表示,特别是图像。
我经常被问到“什么是稀疏定义?”。我回答“如果信号的大多数元素在傅里叶或小波等域中为零或接近于零,那么该信号在该基础上是稀疏的。” 但是这个定义总有一个问题,“大多数元素是什么意思?是90%?80%?92.86%?!” 这是我的问题出现的地方,是否有任何精确的,即数字的稀疏定义?
“稀疏性是否有任何精确的,即数字的定义? ”通过数字,我理解可计算的和实际上“可用的”。我的看法是:至少还没有达成共识,但仍有一些有价值的竞争者。第一个选项“只计算非零项”是精确的,但效率低下(对数值近似和噪声敏感,优化非常复杂)。第二个选项“信号的大多数元素为零或接近于零”相当不精确,无论是在“大多数”还是“接近”。
因此,“稀疏性的精确度量”仍然难以捉摸,没有更正式的方面。Hurley 和 Rickard,2009 年比较稀疏性度量,IEEE Transactions on Information Theory中最近一次尝试定义稀疏性。
他们的想法是提供一组好的稀疏度量应该满足的公理;例如,一个信号乘以一个非零常数, , 应该具有相同的稀疏性。换句话说,稀疏度量应该是-同质。有趣的是,压缩感知或套索回归中的代理是 -同质。这确实是每个规范或准规范的情况,即使他们倾向于(非稳健)计数度量 作为.
因此,他们详细说明了他们的六个公理,进行了计算,借鉴了财富分析:
并探究针对它们的已知措施,揭示基尼指数和一些范数或准范数可能是很好的候选者(对于后者,一些细节在Euclid in a Taxicab: Sparse Blind Deconvolution with Smoothed正则化,2005 年,IEEE 信号处理快报)。我觉得这项初步工作应该进一步发展(敬请关注 SPOQ,Smoothed超过 准规范/规范比率)。因为对于一个信号,,范数比不等式产生:
并且倾向于(左侧,LHS)当是稀疏的,如果不是,则在右侧(RHS)。这项工作于 2020 年作为SPOQ: Smooth ℓp-Over-ℓq Regularization for Sparse Signal Recovery应用于质谱(arxiv 预印本,SPOQ 发表的论文,IEEE Transactions on Signal Processing,2020和Matlab 工具箱)发表。
但是,稀疏度的合理度量并不能告诉您转换后的数据是否足够稀疏,以满足您的目的。
最后,压缩感知中使用的另一个概念是信号的可压缩性,其中重新排序(降序)的系数幅度遵循幂律, 越大,衰减越剧烈。