Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > math > arXiv:2508.18503

帮助 | 高级搜索

数学 > 统计理论

arXiv:2508.18503 (math)
[提交于 2025年8月25日 (v1) ,最后修订 2025年11月18日 (此版本, v3)]

标题: 相干成像中估计问题的极小极大分析

标题: Minimax Analysis of Estimation Problems in Coherent Imaging

Authors:Hao Xing, Soham Jana, Arian Maleki
摘要: 与磁共振成像等传统成像方式不同,这些方式通常可以用线性回归框架很好地描述,相干成像系统遵循一个显著更复杂的模型。 在这些系统中,任务是从形式为\[ {\boldsymbol y}_l = A_l X_o {\boldsymbol w}_l + {\boldsymbol z}_l, \quad l = 1, \ldots, L, \]的观测值${\boldsymbol y}_1, \ldots, {\boldsymbol y}_L \in \mathbb{R}^m$中估计未知图像${\boldsymbol x}_o \in \mathbb{R}^n$,其中$X_o = \mathrm{diag}({\boldsymbol x}_o)$是一个$n \times n$对角矩阵,${\boldsymbol w}_1, \ldots, {\boldsymbol w}_L \stackrel{\text{i.i.d.}}{\sim} \mathcal{N}(0,I_n)$表示散斑噪声,而${\boldsymbol z}_1, \ldots, {\boldsymbol z}_L \stackrel{\text{i.i.d.}}{\sim} \mathcal{N}(0,σ_z^2 I_m)$表示加性噪声。 矩阵$A_1, \ldots, A_L$是由成像系统确定的前向算子。 传统成像系统的极限通过稀疏线性回归模型得到了广泛研究。 然而,相干成像系统的极限仍大多未被探索。 我们的目标是通过表征高维设置中估计${\boldsymbol x}_o$的最小最大风险来填补这一空白。 受稀疏回归见解的启发,我们观察到${\boldsymbol x}_o$的结构在决定估计误差中起着关键作用。 在本工作中,我们采用基于覆盖数的一般结构概念,这更适合于相干成像系统。 我们证明最小最大均方误差(MSE)按\[ \frac{\max\{σ_z^4,\, m^2,\, n^2\}\, k \log n}{m^2 n L}, \]缩放,其中$k$是一个量化图像类有效复杂度的参数。
摘要: Unlike conventional imaging modalities, such as magnetic resonance imaging, which are often well described by a linear regression framework, coherent imaging systems follow a significantly more complex model. In these systems, the task is to estimate the unknown image ${\boldsymbol x}_o \in \mathbb{R}^n$ from observations ${\boldsymbol y}_1, \ldots, {\boldsymbol y}_L \in \mathbb{R}^m$ of the form \[ {\boldsymbol y}_l = A_l X_o {\boldsymbol w}_l + {\boldsymbol z}_l, \quad l = 1, \ldots, L, \] where $X_o = \mathrm{diag}({\boldsymbol x}_o)$ is an $n \times n$ diagonal matrix, ${\boldsymbol w}_1, \ldots, {\boldsymbol w}_L \stackrel{\text{i.i.d.}}{\sim} \mathcal{N}(0,I_n)$ represent speckle noise, and ${\boldsymbol z}_1, \ldots, {\boldsymbol z}_L \stackrel{\text{i.i.d.}}{\sim} \mathcal{N}(0,σ_z^2 I_m)$ denote additive noise. The matrices $A_1, \ldots, A_L$ are known forward operators determined by the imaging system. The fundamental limits of conventional imaging systems have been extensively studied through sparse linear regression models. However, the limits of coherent imaging systems remain largely unexplored. Our goal is to close this gap by characterizing the minimax risk of estimating ${\boldsymbol x}_o$ in high-dimensional settings. Motivated by insights from sparse regression, we observe that the structure of ${\boldsymbol x}_o$ plays a crucial role in determining the estimation error. In this work, we adopt a general notion of structure based on the covering numbers, which is more appropriate for coherent imaging systems. We show that the minimax mean squared error (MSE) scales as \[ \frac{\max\{σ_z^4,\, m^2,\, n^2\}\, k \log n}{m^2 n L}, \] where $k$ is a parameter that quantifies the effective complexity of the class of images.
评论: 63页。交叉引用的拼写错误已修复
主题: 统计理论 (math.ST) ; 信息论 (cs.IT)
引用方式: arXiv:2508.18503 [math.ST]
  (或者 arXiv:2508.18503v3 [math.ST] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.18503
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Hao Xing [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 8 月 25 日 21:17:50 UTC (50 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 11 月 14 日 01:04:53 UTC (77 KB)
[v3] 星期二, 2025 年 11 月 18 日 15:19:02 UTC (75 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
查看许可
当前浏览上下文:
math.ST
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-08
切换浏览方式为:
cs
cs.IT
math

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号