論文の概要: Score-Based Turbo Message Passing for Plug-and-Play Compressive Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14435v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 14:24:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.743773
- Title: Score-Based Turbo Message Passing for Plug-and-Play Compressive Imaging
- Title(参考訳): プラグアンドプレイ圧縮イメージングのためのスコアベースターボメッセージパッシング
- Authors: Chang Cai, Hao Jiang, Xiaojun Yuan, Ying-Jun Angela Zhang,
- Abstract要約: 圧縮画像回復のためのスコアベース最小平均二乗誤差(MMSE)デノイザを統合するアルゴリズムを考案する。
得られたアルゴリズムはスコアベースのターボメッセージパッシング(STMP)と呼ばれ、メッセージパッシングの高速収束とスコアベースの生成前のパワーを組み合わせたものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 45.77515171733844
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Message-passing algorithms have been adapted for compressive imaging by incorporating various off-the-shelf image denoisers. However, these denoisers rely largely on generic or hand-crafted priors and often fall short in accurately capturing the complex statistical structure of natural images. As a result, traditional plug-and-play (PnP) methods often lead to suboptimal reconstruction, especially in highly underdetermined regimes. Recently, score-based generative models have emerged as a powerful framework for accurately characterizing sophisticated image distribution. Yet, their direct use for posterior sampling typically incurs prohibitive computational complexity. In this paper, by exploiting the close connection between score-based generative modeling and empirical Bayes denoising, we devise a message-passing framework that integrates a score-based minimum mean-squared error (MMSE) denoiser for compressive image recovery. The resulting algorithm, named score-based turbo message passing (STMP), combines the fast convergence of message passing with the expressive power of score-based generative priors. For practical systems with quantized measurements, we further propose quantized STMP (Q-STMP), which augments STMP with a component-wise MMSE dequantization module. We demonstrate that the asymptotic performance of STMP and Q-STMP can be accurately predicted by a set of state-evolution (SE) equations. Experiments on the FFHQ dataset demonstrate that STMP strikes a significantly better performance-complexity tradeoff compared with competing baselines, and that Q-STMP remains robust even under 1-bit quantization. Remarkably, both STMP and Q-STMP typically converge within 10 iterations.
- Abstract(参考訳): メッセージパッシングアルゴリズムは、様々なオフ・ザ・シェルフ画像デノイザを組み込んで圧縮撮像に応用されている。
しかし、これらのデノイザは概ね汎用的あるいは手作りの先行技術に依存しており、自然画像の複雑な統計構造を正確に捉えるには不十分であることが多い。
結果として、従来のプラグアンドプレイ法(PnP)は、特に過度に決定された体制において、最適以下の再構築につながることがしばしばある。
近年,高精細な画像分布を正確に特徴付けるための強力なフレームワークとして,スコアベース生成モデルが登場している。
しかし、後部サンプリングの直接的な使用は、典型的には計算の複雑さを禁止している。
本稿では、スコアベース生成モデルと経験的ベイズ復調の密接な関係を利用して、スコアベース最小平均二乗誤差(MMSE)デノイザを統合して圧縮画像復元を行うメッセージパスフレームワークを提案する。
得られたアルゴリズムはスコアベースのターボメッセージパッシング(STMP)と呼ばれ、メッセージパッシングの高速収束とスコアベースの生成前の表現力を組み合わせたものである。
実測値を持つ実測システムでは、さらに量子化STMP(Q-STMP)を提案し、コンポーネントワイドMMSEデクエント化モジュールでSTMPを増強する。
我々は,STMPとQ-STMPの漸近性能を,状態進化方程式の集合によって正確に予測できることを実証した。
FFHQデータセットの実験では、STMPは競合するベースラインと比較して大幅にパフォーマンスと複雑さのトレードオフを達成しており、Q-STMPは1ビット量子化の下でも堅牢である。
注目すべきは、STMPとQ-STMPの両方が10イテレーション以内に収束することである。
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