A nonlinear optimization method is proposed for the solution of inverse medium problems with spatially varying properties. To avoid the prohibitively large number of unknown control variables resulting from standard grid-based representations, the misfit is instead minimized in a small subspace spanned by the first few eigenfunctions of a judicious elliptic operator, which itself depends on the previous iteration. By repeatedly adapting both the dimension and the basis of the search space, regularization is inherently incorporated at each iteration without the need for extra Tikhonov penalization. Convergence is proved under an angle condition, which is included into the resulting \emph{Adaptive Spectral Inversion} (ASI) algorithm. The ASI approach compares favorably to standard grid-based inversion using $L^2$-Tikhonov regularization when applied to an elliptic inverse problem. The improved accuracy resulting from the newly included angle condition is further demonstrated via numerical experiments from time-dependent inverse scattering problems.


翻译:提议一种非线性优化方法,以解决空间差异特性的反介质问题。为了避免标准网格代表制产生的数量惊人的大量未知控制变量,相反,在由明智的椭圆操作器最初几个机能组成的小小空间范围内,将误差最小化,这本身就取决于先前的迭代。通过反复调整搜索空间的尺寸和基础,每次迭代都必然包含正规化,而不需要额外的Tikhonov惩罚。在角条件下证明了趋同,这被包含在由此产生的 emph{Adaptial Spectral Inversion}(ASI) 算法中。ASI 方法优于标准网基转换,在应用到逆向问题时使用 $L2$-Tikhonov 正规化。由于新列入的角条件而提高的准确性,通过基于时间偏差问题的数字实验进一步证明。</s>

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