End-to-End Optimization of Metasurfaces for Imaging with Compressed Sensing

欠定系统 压缩传感 管道(软件) 迭代重建 高斯分布 最优化问题 算法 计算机视觉 计算机科学 物理 人工智能 量子力学 程序设计语言
作者
Gaurav Arya,William F. Li,Charles Roques‐Carmes,Marin Soljačić,Steven G. Johnson,Zin Lin
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:11 (5): 2077-2087 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.4c00259
摘要

We present a framework for the end-to-end optimization of metasurface imaging systems that reconstruct targets using compressed sensing, a technique for solving underdetermined imaging problems when the target object exhibits sparsity (e.g., the object can be described by a small number of nonzero values, but the positions of these values are unknown). We nest an iterative, unapproximated compressed sensing reconstruction algorithm into our end-to-end optimization pipeline, resulting in an interpretable, data-efficient method for maximally leveraging metaoptics to exploit object sparsity. We apply our framework to super-resolution imaging and high-resolution depth imaging with a phase-change material. In both situations, our end-to-end framework effectively optimizes metasurface structures for compressed sensing recovery, automatically balancing a number of complicated design considerations to select an imaging measurement matrix from a complex, physically constrained manifold with millions of dimensions. The optimized metasurface imaging systems are robust to noise, significantly improving over random scattering surfaces and approaching the ideal compressed sensing performance of a Gaussian matrix, showing how a physical metasurface system can demonstrably approach the mathematical limits of compressed sensing.
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
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
666发布了新的文献求助10
2秒前
Hello应助粽子采纳,获得10
3秒前
hongt05完成签到 ,获得积分10
3秒前
做好自己完成签到,获得积分10
4秒前
酷炫便当完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
7秒前
端庄毛巾完成签到,获得积分10
7秒前
未完完成签到,获得积分20
7秒前
淡定的鸣凤完成签到 ,获得积分10
7秒前
芝麻汤圆完成签到,获得积分10
8秒前
34101127发布了新的文献求助10
9秒前
uki完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
JamesPei应助Xu采纳,获得10
11秒前
淡定的鸣凤关注了科研通微信公众号
12秒前
12秒前
小二郎应助666采纳,获得10
12秒前
kissafool发布了新的文献求助10
13秒前
搜集达人应助uki采纳,获得100
13秒前
13秒前
14秒前
王359发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
赘婿应助xiaoguo采纳,获得10
15秒前
15秒前
Lucas应助Kvolu29采纳,获得10
16秒前
angelinazh发布了新的文献求助10
16秒前
18秒前
Ivy发布了新的文献求助10
20秒前
Mine发布了新的文献求助10
20秒前
吱吱的孜孜完成签到,获得积分10
21秒前
Xu发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
阿仁不想搞科研完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
爆米花应助bwl采纳,获得10
24秒前
angelinazh完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
孙非发布了新的文献求助10
29秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
China—Art—Modernity: A Critical Introduction to Chinese Visual Expression from the Beginning of the Twentieth Century to the Present Day 430
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3797553
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3342950
关于积分的说明 10314150
捐赠科研通 3059647
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1679045
邀请新用户注册赠送积分活动 806303
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763078