Various thresholds for ℓ1subscriptℓ1\ell_{1}-optimization in compressed sensing
Mihailo Stojnic School of Industrial Engineering Purdue University, West Lafayette, IN 47907 e-mail:
Abstract
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压缩感知(compressed sensing)的核心难题之一是:当测量方程数目远少于未知量维度时,如何高效地恢复稀疏信号——即只有少数非零分量的向量。现有理论(Donoho、Candès等人的工作)已证明,用ℓ₁范数最小化(一种多项式时间可解的线性规划)可以做到这一点,并给出了测量数与稀疏度之间的比例关系,但已知的界并不总是最优。本文提出了一套基于"零空间刻画"与Gordon逃逸定理(escape through a mesh theorem)的新概率分析框架,针对零空间在Grassmann流形上均匀分布的随机测量矩阵,系统计算出强阈值、截面阈值和弱阈值(strong/sectional/weak threshold)这三类稀疏度比例常数的精确值。结果表明,本文得到的阈值在若干情形下与目前已知最佳值持平甚至有所改进,为理解ℓ₁优化的恢复能力提供了更紧的理论保证,对压缩感知系统的实际设计具有直接参考价值。
原文 arXiv:0907.3666;中英对照 + 大白话阅读 https://aha.fim.ai/paper/0907.3666v1