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/
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月30日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月27日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月27日
VIP会员
相关资讯
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员