The well-known Kalman filters model dynamical systems by relying on state-space representations with the next state updated, and its uncertainty controlled, by fresh information associated with newly observed system outputs. This paper generalizes, for the first time in the literature, Kalman and extended Kalman filters to discrete-time settings where inputs, states, and outputs are represented as attributed graphs whose topology and attributes can change with time. The setup allows us to adapt the framework to cases where the output is a vector or a scalar too (node/graph level tasks). Within the proposed theoretical framework, the unknown state-transition and the readout functions are learned end-to-end along with the downstream prediction task.


翻译:著名的卡尔曼滤波器通过依赖状态空间表示来模拟动态系统,下一状态更新,并且其不确定性受到新观测的系统输出信息的控制。本文第一次在文献中将Kalman和扩展Kalman滤波器推广到离散时间设置下,其中输入,状态和输出被表示为带属性的图形,其拓扑和属性可以随时间改变。该设置允许我们适应输出为向量或标量的情况(节点 / 图级任务)。在所提出的理论框架中,连续未知状态和读取函数与下游预测任务一起端到端学习。

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