The paper defines and studies manifold (M) convolutional filters and neural networks (NNs). \emph{Manifold} filters and MNNs are defined in terms of the Laplace-Beltrami operator exponential and are such that \emph{graph} (G) filters and neural networks (NNs) are recovered as discrete approximations when the manifold is sampled. These filters admit a spectral representation which is a generalization of both the spectral representation of graph filters and the frequency response of standard convolutional filters in continuous time. The main technical contribution of the paper is to analyze the stability of manifold filters and MNNs to smooth deformations of the manifold. This analysis generalizes known stability properties of graph filters and GNNs and it is also a generalization of known stability properties of standard convolutional filters and neural networks in continuous time. The most important observation that follows from this analysis is that manifold filters, same as graph filters and standard continuous time filters, have difficulty discriminating high frequency components in the presence of deformations. This is a challenge that can be ameliorated with the use of manifold, graph, or continuous time neural networks. The most important practical consequence of this analysis is to shed light on the behavior of graph filters and GNNs in large scale graphs.


翻译:本文定义并研究多重( M) 卷轴过滤器和神经网络。 \ emph{ Manfold} 过滤器和 MNNS 以 Laplace- Beltrami 操作员指数化的方式定义, 从而使得 emph{graph} (G) 过滤器和神经网络(NNS) 被采样时被回收为离散近似值。 这些过滤器接受光谱代表, 这是图层过滤器的光谱代表和标准卷轴过滤器连续时间的频率反应的概观。 纸张的主要技术贡献是分析多层过滤器和 MNNNS 的稳定性, 以平滑的公式变形。 这一分析概括了图形过滤器和 GNNNS 的已知稳定性特性, 也是常规卷轴过滤器和神经网络的已知稳定性特征。 在图表变形时, 最难区分高频谱的频率组成部分。 最重要的是, 不断变形的GNNF 分析过程将带来一个挑战。 在图表中不断变形的变形的变形中, 和不断变形变形的图像中, 最具有挑战性的 的 。

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