In this paper, we introduce a novel iterative algorithm for the problem of phase-retrieval where the measurements consist of only the magnitude of linear function of the unknown signal, and the noise in the measurements follow Poisson distribution. The proposed algorithm is based on the principle of majorization-minimization (MM); however, the application of MM here is very novel and distinct from the way MM has been usually used to solve optimization problems in the literature. More precisely, we reformulate the original minimization problem into a saddle point problem by invoking Fenchel dual representation of the log (.) term in the Poisson likelihood function. We then propose tighter surrogate functions over both primal and dual variables resulting in a double-loop MM algorithm, which we have named as Primal-Dual Majorization-Minimization (PDMM) algorithm. The iterative steps of the resulting algorithm are simple to implement and involve only computing matrix vector products. We also extend our algorithm to handle various L1 regularized Poisson phase-retrieval problems (which exploit sparsity). The proposed algorithm is compared with previously proposed algorithms such as wirtinger flow (WF), MM (conventional), and alternating direction methods of multipliers (ADMM) for the Poisson data model. The simulation results under different experimental settings show that PDMM is faster than the competing methods, and its performance in recovering the original signal is at par with the state-of-the-art algorithms.


翻译:在本文中,我们引入了一种新型的迭代算法, 用于处理阶段- 报复性的问题, 即测量仅包含未知信号线性功能的线性功能的大小, 而测量中的噪音在Poisson 分布之后。 拟议的算法基于主要化- 最小化( MM) 原则( MM) ; 但是, 这里 MM 的应用非常新颖, 与 MM 通常用来解决文献中优化问题的方式不同。 更准确地说, 我们重新将原始最小化问题转化为一个缓冲点问题, 在 Poisson 概率函数中, 我们用 Fenchel 双重表示日志(.) (.) 术语 Poisson 的可能性函数 。 然后, 我们提议在原始和双重变量上加强代理功能的功能。 导致MMM MM 的双轨算法, 我们称之为“ Primal- D MM ” 算法。 由此产生的迭代步法, 其变动法是: 变现式的模型, 变换式的MMMMMMM 和变式数据 的变式 的变式, 显示 变式的变式的变式的变式的变式数据 。

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