There are several challenges associated with inverse problems in which we seek to reconstruct a piecewise constant field, and which we model using multiple level sets. Adopting a Bayesian viewpoint, we impose prior distributions on both the level set functions that determine the piecewise constant regions as well as the parameters that determine their magnitudes. We develop a Gauss-Newton approach with a backtracking line search to efficiently compute the maximum a priori (MAP) estimate as a solution to the inverse problem. We use the Gauss-Newton Laplace approximation to construct a Gaussian approximation of the posterior distribution and use preconditioned Krylov subspace methods to sample from the resulting approximation. To visualize the uncertainty associated with the parameter reconstructions we compute the approximate posterior variance using a matrix-free Monte Carlo diagonal estimator, which we develop in this paper. We will demonstrate the benefits of our approach and solvers on synthetic test problems (photoacoustic and hydraulic tomography, respectively a linear and nonlinear inverse problem) as well as an application to X-ray imaging with real data.


翻译:与反向问题相关的若干挑战, 我们试图重建一个小块常态字段, 并且我们用多级集来模拟。 采用巴伊西亚观点, 我们将先前的分布强加在决定小片常态区域以及决定其大小参数的级别设定函数上。 我们开发了高斯- 牛顿方法, 并用回溯跟踪线搜索方法, 以有效计算前置( MAP) 的最大估计值, 以此解决反向问题 。 我们用高斯- 纽顿 Laplace 近似来构建后端分布的高斯近似值, 并使用有先决条件的 Krylov 子空间方法从结果的近似中取样。 要将参数重建的不确定性进行视觉化, 我们用本文中开发的无矩阵的 Monte Carlo digonagraphal 估计仪来计算近似地差 。 我们将展示我们的方法和解算器在合成测试问题( 光学和液压图, 分别为线性和非线性反向问题) 上的好处, 以及用真实数据的X射线成成X 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
141+阅读 · 2021年3月17日
【CVPR2021】自监督几何感知
专知会员服务
45+阅读 · 2021年3月6日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年10月16日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月31日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
141+阅读 · 2021年3月17日
【CVPR2021】自监督几何感知
专知会员服务
45+阅读 · 2021年3月6日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】3D物体的特征编码变种
泡泡机器人SLAM
4+阅读 · 2019年1月1日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
已删除
将门创投
5+阅读 · 2018年10月16日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员