We study the sparse phase retrieval problem, recovering an $s$-sparse length-$n$ signal from $m$ magnitude-only measurements. Two-stage non-convex approaches have drawn much attention in recent studies for this problem. Despite non-convexity, many two-stage algorithms provably converge to the underlying solution linearly when appropriately initialized. However, in terms of sample complexity, the bottleneck of those algorithms often comes from the initialization stage. Although the refinement stage usually needs only $m=\Omega(s\log n)$ measurements, the widely used spectral initialization in the initialization stage requires $m=\Omega(s^2\log n)$ measurements to produce a desired initial guess, which causes the total sample complexity order-wisely more than necessary. To reduce the number of measurements, we propose a truncated power method to replace the spectral initialization for non-convex sparse phase retrieval algorithms. We prove that $m=\Omega(\bar{s} s\log n)$ measurements, where $\bar{s}$ is the stable sparsity of the underlying signal, are sufficient to produce a desired initial guess. When the underlying signal contains only very few significant components, the sample complexity of the proposed algorithm is $m=\Omega(s\log n)$ and optimal. Numerical experiments illustrate that the proposed method is more sample-efficient than state-of-the-art algorithms.


翻译:我们研究微薄的阶段检索问题,从只用星级的测量中回收一个耗资为1美元、耗资为1美元、耗资为1美元的信息信号。两阶段的非convex方法在最近的研究中引起了人们的极大关注。尽管不精确,许多两阶段的算法在适当初始化时可以明显地线性地汇合到基本解决方案。然而,从抽样复杂性来看,这些算法的瓶颈往往来自初始化阶段。虽然精细阶段通常只需要$m ⁇ Omega(s\log n)的测量,但在初始化阶段广泛使用的光谱初始化需要$m ⁇ Omega(s\2\log n)的测量,需要$%2\\\log n)$的测量才能产生预期的初步猜测结果。为了减少测量数量,我们提出了一种支力方法,以取代非convex稀释阶段的取样算法的光谱初始值($_O_rgrass)只有最起码的缩算方法。

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