Signal processing on directed graphs (digraphs) is problematic, since the graph shift, and thus associated filters, are in general not diagonalizable. Furthermore, the Fourier transform in this case is now obtained from the Jordan decomposition, which may not be computable at all for large graphs. We propose a novel and general solution for this problem based on matrix perturbation theory: We design an algorithm that adds a small number of edges to a given digraph to destroy nontrivial Jordan blocks. The obtained digraph is then diagonalizable and yields, as we show, an approximate eigenbasis and Fourier transform for the original digraph. We explain why and how this construction can be viewed as generalized form of boundary conditions, a common practice in signal processing. Our experiments with random and real world graphs show that we can scale to graphs with a few thousands nodes, and obtain Fourier transforms that are close to orthogonal while still diagonalizing an intuitive notion of convolution. Our method works with adjacency and Laplacian shift and can be used as preprocessing step to enable further processing as we show with a prototypical Wiener filter application.


翻译:定向图形(digraphs) 上的信号处理有问题, 因为图形转换, 因而相关过滤器一般无法进行分解。 此外, 此情况下的 Fourier 变形目前来自约旦的分解, 可能无法对大图形进行计算。 我们根据矩阵扰动理论提出了解决这一问题的新颖和一般的解决方案: 我们设计了一个算法, 将少量的边缘添加到特定的分解中, 以摧毁非三重约旦区块。 获得的分解随后可以进行分解并产生, 正如我们所显示的那样, 原始的分解仪的大约为天体变形和 Fourier 变形。 我们解释为什么和如何可以将这一构造视为通用的边界条件形式, 这是信号处理的一种常见做法 。 我们用随机和真实的世界图形进行的实验显示, 我们可以以几千个节点的图表为尺度, 并获得接近于直观的四倍变形变形, 同时仍然对直观的感知概念进行分解。 我们的方法与相近和拉平梯变变变变变变换和微变换程序一起进行进一步的处理, 可以作为预处理程序。 。

0
下载
关闭预览

相关内容

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/
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
最新【深度生成模型】Deep Generative Models,104页ppt
专知会员服务
69+阅读 · 2020年10月24日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
GAN新书《生成式深度学习》,Generative Deep Learning,379页pdf
专知会员服务
202+阅读 · 2019年9月30日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月8日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
最新【深度生成模型】Deep Generative Models,104页ppt
专知会员服务
69+阅读 · 2020年10月24日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
GAN新书《生成式深度学习》,Generative Deep Learning,379页pdf
专知会员服务
202+阅读 · 2019年9月30日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员