This tutorial paper presents a didactic treatment of the emerging topic of signal processing on higher-order networks. Drawing analogies from discrete and graph signal processing, we introduce the building blocks for processing data on simplicial complexes and hypergraphs, two common abstractions of higher-order networks that can incorporate polyadic relationships.We provide basic introductions to simplicial complexes and hypergraphs, making special emphasis on the concepts needed for processing signals on them. Leveraging these concepts, we discuss Fourier analysis, signal denoising, signal interpolation, node embeddings, and non-linear processing through neural networks in these two representations of polyadic relational structures. In the context of simplicial complexes, we specifically focus on signal processing using the Hodge Laplacian matrix, a multi-relational operator that leverages the special structure of simplicial complexes and generalizes desirable properties of the Laplacian matrix in graph signal processing. For hypergraphs, we present both matrix and tensor representations, and discuss the trade-offs in adopting one or the other. We also highlight limitations and potential research avenues, both to inform practitioners and to motivate the contribution of new researchers to the area.


翻译:这份指导性文件对高阶网络信号处理这一新出现的主题进行了理论处理。从离散的复合物和图形信号处理中提取类似物,我们引入了处理简化物和高压结构数据的构件,高阶网络的两个共同抽象体,可以包含多元关系。我们为简化物综合物和高压结构提供了基本介绍,特别强调了处理信号所需的概念。利用这些概念,我们讨论了Fourier分析、信号解密、信号内插、信号嵌入以及通过神经网络进行非线性处理,在这两个多元关系结构的表层中,我们引入了处理信号的构件。在简单复杂体中,我们特别侧重于利用Hodge Laplacian矩阵进行信号处理,一个多关系操作器,利用简化物综合物特殊结构,在图形信号处理中概括拉普拉巴西亚矩阵的可取性。关于超度测量学、矩阵和阵列和阵列图示,我们介绍通过神经网络在采用一种或另一种动力学领域进行交易的情况。我们还向研究人员强调潜在的限制和动力。

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信号处理期刊采用了理论与实践的各个方面的信号处理。它以原始研究工作,教程和评论文章以及实际发展情况为特色。它旨在将知识和经验快速传播给从事信号处理研究,开发或实际应用的工程师和科学家。该期刊涵盖的主题领域包括:信号理论;随机过程; 检测和估计;光谱分析;过滤;信号处理系统;软件开发;图像处理; 模式识别; 光信号处理;数字信号处理; 多维信号处理;通信信号处理;生物医学信号处理;地球物理和天体信号处理;地球资源信号处理;声音和振动信号处理;数据处理; 遥感; 信号处理技术;雷达信号处理;声纳信号处理;工业应用;新的应用程序。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/sigpro/
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