We describe a method for unmixing mixtures of freely independent random variables in a manner analogous to the independent component analysis (ICA) based method for unmixing independent random variables from their additive mixtures. Random matrices play the role of free random variables in this context so the method we develop, which we call Free component analysis (FCA), unmixes matrices from additive mixtures of matrices. Thus, while the mixing model is standard, the novelty and difference in unmixing performance comes from the introduction of a new statistical criteria, derived from free probability theory, that quantify freeness analogous to how kurtosis and entropy quantify independence. We describe the theory, the various algorithms, and compare FCA to vanilla ICA which does not account for spatial or temporal structure. We highlight why the statistical criteria make FCA also vanilla despite its matricial underpinnings and show that FCA performs comparably to, and sometimes better than, (vanilla) ICA in every application, such as image and speech unmixing, where ICA has been known to succeed. Our computational experiments suggest that not-so-random matrices, such as images and short time fourier transform matrix of waveforms are (closer to being) freer "in the wild" than we might have theoretically expected.


翻译:我们用类似于独立部件分析法(ICA)的方法描述一种混合自由独立的随机变量的混合方法。 随机矩阵在这个背景下扮演自由随机变量的作用, 所以我们称之为自由组件分析法(FCA), 混合矩阵来自添加矩阵混合物。 因此, 虽然混合模型是标准的, 解混合性表现的新颖性和差异来自于引入新的统计标准, 源自自由概率理论, 量化自由度与如何将库特松和酶化量化独立的方法相类似。 我们描述理论, 各种算法, 并将FCA与不考虑空间或时间结构的香草 ICA比较。 我们强调为什么统计标准将FCA也作为香草, 尽管其矩阵基础是数学的, 并表明FCA在每种应用中, 如图像和语言不混合性, 我们的计算实验显示, 自由空间或时间表( 我们的模型) 可能不是空间- 矩阵, 也就是我们所预期的图像和短时间表“ ” 。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
81+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
82+阅读 · 2020年12月5日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
54+阅读 · 2022年1月1日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
102+阅读 · 2019年12月19日
VIP会员
相关VIP内容
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
81+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
82+阅读 · 2020年12月5日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
122+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员