A Method for Finding Structured Sparse Solutions to Nonnegative Least Squares Problems with Applications

高光谱成像 数学 匹配(统计) 匹配追踪 最小二乘函数近似 稀疏逼近 凸优化 正多边形 投影(关系代数) 贪婪算法 算法 相似性(几何) 数学优化 计算机科学 模式识别(心理学) 人工智能 图像(数学) 压缩传感 统计 几何学 估计员
作者
Ernie Esser,Yifei Lou,Jack Xin
出处
期刊:Siam Journal on Imaging Sciences [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:6 (4): 2010-2046 被引量:152
标识
DOI:10.1137/13090540x
摘要

Unmixing problems in many areas such as hyperspectral imaging and differential optical absorption spectroscopy (DOAS) often require finding sparse nonnegative linear combinations of dictionary elements that match observed data. We show how aspects of these problems, such as misalignment of DOAS references and uncertainty in hyperspectral endmembers, can be modeled by expanding the dictionary with grouped elements and imposing a structured sparsity assumption that the combinations within each group should be sparse or even 1-sparse. If the dictionary is highly coherent, it is difficult to obtain good solutions using convex or greedy methods, such as nonnegative least squares (NNLS) or orthogonal matching pursuit. We use penalties related to the Hoyer measure, which is the ratio of the $l_1$ and $l_2$ norms, as sparsity penalties to be added to the objective in NNLS-type models. For solving the resulting nonconvex models, we propose a scaled gradient projection algorithm that requires solving a sequence of strongly convex quadratic programs. We discuss its close connections to convex splitting methods and difference of convex programming. We also present promising numerical results for DOAS analysis and hyperspectral unmixing problems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
半夏生姜完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
乐乐应助gett采纳,获得10
3秒前
lip完成签到,获得积分10
3秒前
zyy0910发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
自然元风发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
7秒前
孙志鑫发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
酷波er应助吞了大象的蛇采纳,获得10
8秒前
liaotao完成签到,获得积分10
8秒前
李健应助机智的三国菌采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
zyy0910完成签到,获得积分10
10秒前
金丝鼠发布了新的文献求助10
10秒前
www发布了新的文献求助10
10秒前
waglart完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
zcx完成签到,获得积分20
11秒前
羞涩的西牛完成签到 ,获得积分10
13秒前
Colleen发布了新的文献求助10
13秒前
liaotao发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
gett发布了新的文献求助10
15秒前
xiebirds发布了新的文献求助10
16秒前
屈春洋发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Okra应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Hilda007应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
tracy应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Wind应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6025261
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7661531
关于积分的说明 16178750
捐赠科研通 5173421
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2768202
邀请新用户注册赠送积分活动 1751599
关于科研通互助平台的介绍 1637686