BernNet Learning Arbitrary Graph Spectral Filters via Bernstein Approximation

news2024/12/25 0:08:23

发表于:neurips21
推荐指数: #paper/⭐⭐
请添加图片描述

设定:在本文中,h是过滤器.

bernstein 多项式逼近(这个证明有点稀里糊涂的,反正我觉得一点点问题,可能因为我水平低)

p K ( t ) : = ∑ k = 0 K θ k ⋅ b k K ( t ) = ∑ k = 0 K f ( k K ) ⋅ ( K k ) ( 1 − t ) K − k t k . p_K(t):=\sum_{k=0}^K\theta_k\cdot b_k^K(t)=\sum_{k=0}^Kf\left(\frac kK\right)\cdot\binom Kk(1-t)^{K-k}t^k. pK(t):=k=0KθkbkK(t)=k=0Kf(Kk)(kK)(1t)Kktk.
(其实类似于二项分布.如上K,k即二项分布的前缀)
推论2.1:给定一个连续函数f(t) t ∈ [ 0 , 1 ] t \in[0,1] t[0,1],我们有:当 K → ∞ K\to\infty K时, p K ( t ) → f ( t ) p_{K}(t)\to f(t) pK(t)f(t).
后者容易理解,当K趋近于无穷时,将f后面的即为二项分布,求和为0.而 f ( k K ) f\left( \frac{k}{K} \right) f(Kk)又和t相关,用t取代(感觉理解的有问题)
对于过滤函数 h : [ 0 , 2 ] → [ 0 , 1 ] h:[0,2]\to[0,1] h:[0,2][0,1],我们有 t = λ 2 t=\frac{\lambda}{2} t=2λ,我们就有: f ( t ) = h ( 2 t ) f(t)=h(2t) f(t)=h(2t), θ k = f ( k / K ) = h ( 2 k / K ) \theta_k = f(k/K) = h(2k/K) θk=f(k/K)=h(2k/K). b k K ( t ) = b k K ( λ 2 ) = ( K k ) ( 1 − λ 2 ) K − k ( λ 2 ) k b_{k}^K(t)=b_k^K(\frac\lambda2) = \binom Kk(1-\frac\lambda2)^{K-k}(\frac\lambda2)^k bkK(t)=bkK(2λ)=(kK)(12λ)Kk(2λ)k.最终,我们可以得到如下近似: p K ( λ / 2 )   =   ∑ k = 0 K θ k ( K k ) ( 1 − λ 2 ) K − k ( λ 2 ) k   =   ∑ k = 0 K θ k 1 2 K ( K k ) ( 2 − λ ) K − k λ k p_K(\lambda/2)~=~\sum_{k=0}^K\theta_k\binom Kk(1-\frac\lambda2)^{K-k}\left(\frac\lambda2\right)^k~=~\sum_{k=0}^K\theta_k\frac1{2^K}\binom Kk(2-\lambda)^{K-k}\lambda^k pK(λ/2) = k=0Kθk(kK)(12λ)Kk(2λ)k = k=0Kθk2K1(kK)(2λ)Kkλk.
z = U d i a g [ p K ( λ 1 / 2 ) , . . . , p K ( λ n / 2 ) ] U T ⏟ R e m N e t x = ∑ k = 0 K θ k 1 2 K ( K k ) ( 2 I − L ) K − k L k x \mathbf{z}=\underbrace{\mathbf{U}diag[p_K(\lambda_1/2),...,p_K(\lambda_n/2)]\mathbf{U}^T}_{\mathrm{RemNet}}\mathbf{x}=\sum_{k=0}^K\theta_k\frac1{2^K}\binom Kk(2\mathbf{I}-\mathbf{L})^{K-k}\mathbf{L}^k\mathbf{x} z=RemNet Udiag[pK(λ1/2),...,pK(λn/2)]UTx=k=0Kθk2K1(kK)(2IL)KkLkx

实现常见的过滤器通过BernNet

请添加图片描述

证明好麻烦啊,烦烦烦
附录:组合数性质
∙ C n k = C n n − k ∙ C n k + 1 = C n k × n − k k + 1 ∙ C n k = C n − 1 k − 1 × n k ∙ C n k = C n − 1 k − 1 + C n − 1 k \begin{aligned}&\bullet C_n^k = C_n^{n-k}\\&\bullet C_n^{k+1} = C_n^k \times \frac{n-k}{k+1}\\&\bullet C_n^k = C_{n-1}^{k-1} \times \frac{n}{k}\\&\bullet C_n^k = C_{n-1}^{k-1} + C_{n-1}^k\end{aligned} Cnk=CnnkCnk+1=Cnk×k+1nkCnk=Cn1k1×knCnk=Cn1k1+Cn1k
C n k = A n k A k k = n k ‾ k ! = n ! k ! ( n − k ) ! C_n^k=\frac{A_n^k}{A_k^k}=\frac{n^{\underline{k}}}{k!}=\frac{n!}{k!(n-k)!} Cnk=AkkAnk=k!nk=k!(nk)!n!

图过滤

min ⁡ z f ( z ) = ( 1 − α ) z T γ ( L ) z + α ∥ z − x ∥ 2 2 \min_\mathbf{z}f(\mathbf{z})=(1-\alpha)\mathbf{z}^T\gamma(\mathbf{L})\mathbf{z}+\alpha\|\mathbf{z}-\mathbf{x}\|_2^2 zminf(z)=(1α)zTγ(L)z+αzx22
令其倒数为0, α = 0.5 \alpha=0.5 α=0.5, γ ( L ) = e t L − I \gamma(\mathbf{L})=e^{t\mathbf{L}}-\mathbf{I} γ(L)=etLI. ∂ f ( z ) ∂ z = ( e t L − I ) z + z − x = 0 , \frac{\partial f(\mathbf{z})}{\partial\mathbf{z}}=\left(e^{t\mathbf{L}}-\mathbf{I}\right)\mathbf{z}+\mathbf{z}-\mathbf{x}=\mathbf{0}, zf(z)=(etLI)z+zx=0,
z ∗ = e − t L x = e − t ( I − P ) x = ∑ k = 0 ∞ e − t t k k ! P k x . \mathbf{z}^*=e^{-t\mathbf{L}}\mathbf{x}=e^{-t(\mathbf{I}-\mathbf{P})}\mathbf{x}=\sum_{k=0}^\infty e^{-t}\frac{t^k}{k!}\mathbf{P}^k\mathbf{x}. z=etLx=et(IP)x=k=0etk!tkPkx.
这就是基于图热核的GNN例如GDC和GraphHeat采用的核

过滤器的非负性(保证凸优化)

0 ≤ g ( λ ) = ∑ k = 0 K w k λ k ≤ 1 , ∀ λ ∈ [ 0 , 2 ] . 0\leq g(\lambda)=\sum_{k=0}^Kw_k\lambda^k\leq1, \forall \lambda\in[0,2]. 0g(λ)=k=0Kwkλk1,λ[0,2].证明:
α ( α I + ( 1 − α ) γ ( L ) ) − 1 x = U d i a g [ α α + ( 1 − α ) γ ( λ 1 ) , . . . , α α + ( 1 − α ) γ ( λ n ) ] U T x . \alpha\left(\alpha\mathbf{I}+(1-\alpha)\gamma(\mathbf{L})\right)^{-1}\mathbf{x}=\mathbf{U}diag\left[\frac\alpha{\alpha+(1-\alpha)\gamma(\lambda_1)},...,\frac\alpha{\alpha+(1-\alpha)\gamma(\lambda_n)}\right]\mathbf{U}^T\mathbf{x}. α(αI+(1α)γ(L))1x=Udiag[α+(1α)γ(λ1)α,...,α+(1α)γ(λn)α]UTx.
λ ∈ [ 0 , 2 ] ,  we have  0 ≤ h ( λ ) ≤ α α + ( 1 − α ) ⋅ 0 = 1  for  λ ∈ [ 0 , 2 ] . \lambda\in[0,2],\text{ we have }0\leq h(\lambda)\leq\frac\alpha{\alpha+(1-\alpha)\cdot0}=1\text{ for }\lambda\in[0,2]. λ[0,2], we have 0h(λ)α+(1α)0α=1 for λ[0,2].

结果:貌似挺高的,但是别人跑的就没那么高.

结构: Z = ∑ k = 0 K θ k 1 2 K ( K k ) ( 2 I − L ) K − k L k f ( X ) , \mathbf{Z}=\sum_{k=0}^K\theta_k\frac1{2^K}\binom Kk(2\mathbf{I}-\mathbf{L})^{K-k}\mathbf{L}^kf\left(\mathbf{X}\right), Z=k=0Kθk2K1(kK)(2IL)KkLkf(X),
其中:f(X)是二层的MLP

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1927952.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

太牛了!从来没想到加密软件这么好用

还在为无法保证重要信息安全烦恼吗?金刚钻信息网站,一个集数据防泄密系统、企业数据云盘存储为一身的多个安全产品网站,为企业文件保驾护航! 一、全方位防护,无懈可击 数据防泄密系统从电脑内部,电脑外部多…

AV1 编码标准熵编码技术概述

AV1熵编码 AV1编码技术是一种开源的视频编解码标准,由开放媒体联盟(AOMedia)开发,旨在提供高效的视频压缩,同时避免复杂的专利授权问题。在熵编码方面,AV1采用了一种多符号上下文自适应算术编码技术&#x…

EMR 集群时钟同步问题及解决方案An error occurred (InvalidSignatureException)

目录 1. 问题描述2. 问题原因3. 解决过程4. 时钟同步的重要性5. Linux 系统中的时钟同步方式6. 检查 Linux 系统时钟同步状态7. EMR 集群中的时钟同步配置8. 时钟同步对大数据组件的影响9. 监控和告警策略10. 故障排除和最佳实践11. 自动化时钟同步管理12. 时钟同步与数据一致性…

每日复盘-20240715

20240715 六日涨幅最大: ------1--------300807--------- 天迈科技 五日涨幅最大: ------1--------300807--------- 天迈科技 四日涨幅最大: ------1--------300807--------- 天迈科技 三日涨幅最大: ------1--------300713--------- 英可瑞 二日涨幅最大: ------1--------3007…

AV1技术学习:Translational Motion Compensation

编码块根据运动矢量在参考帧中找到相应的预测块,如下图所示,当前块的左上角的位置为(x0, y0),在参考帧中找到同样位置(x0, y0)的块,根据运动矢量移动到目标参考块(左上角位置为:(x1, y1))。 AV1…

【java】力扣 买卖股票的最佳时机 动态规划

文章目录 题目链接题目描述思路代码 题目链接 121.买卖股票的最佳时机 题目描述 思路 本题主要用到了动态规划 1.先定义dp数组的含义 先定义一个二维数组dp 然后dp[i][0]来表示第i天持有股票的现金 dp[i][1]代表第i天不持有股票的现金 刚开始的现金为0,当第i天买…

mysql索引值

mysql 索引值生成规则 MySQL索引值是如何生成的取决于具体的数据类型和列的具体定义。对于大多数数据类型,MySQL会为索引键值使用原始的数据。对于字符串类型(如VARCHAR, CHAR, TEXT),索引键值可能是字符串的前缀,这是…

二.1 信息存储(1.1-1.3)

大多数计算机使用8位的块,或者字节(byte),作为最小的可寻址的内存单位,而不是访问内存中单独的位。机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组,称为虚拟内存(virtual memory)。内存的…

Home Assistant在windows环境安装

Home Assistant是什么? Home Assistant 是一个开源的智能家居平台,旨在通过集成各种智能设备和服务,提供一个统一的、可自定义的家庭自动化解决方案。它可以允许用户监控、控制和自动化家中的各种设备,包括灯光、温度、安全系统、…

C语言学生成绩管理系统源程序+设计报告

资料下载地址:C语言学生成绩管理系统源程序设计报告 目录 1.设计目的与要求 2.系统需求分析 3.总体设计 4、运行界面 5、资料清单 1.设计目的与要求 设计目的:学生成绩管理系统是为了在这个信息时代高速发展的今天,通过计算机取代传统…

Python从0到100(三十九):数据提取之正则(文末免费送书)

前言: 零基础学Python:Python从0到100最新最全教程。 想做这件事情很久了,这次我更新了自己所写过的所有博客,汇集成了Python从0到100,共一百节课,帮助大家一个月时间里从零基础到学习Python基础语法、Pyth…

加油机税控装置:功能、原理、挑战与发展趋势全解析

加油机税控装置是现代加油机的重要组成部分,它不仅确保销售数据的真实性和合法性,还大大提高了税收管理的效率和质量。 以下是对加油机税控装置的详细解析: 一、功能与作用 1、确保数据真实性:税控装置能够实时、准确地采集加油…

隧道调频广播信号覆盖系统改造-泄漏电缆隧道全线无盲区调频覆盖解决方法探究

隧道调频广播信号覆盖系统改造-泄漏电缆隧道全线无盲区调频覆盖解决方法探究 由北京海特伟业科技有限公司任洪卓发布于2024年7月15日 随着城市交通的不断发展,隧道作为城市交通的重要组成部分,承担着日益增长的交通压力。为了确保行驶在隧道中的车辆能够…

Unity最新第三方开源插件《Stateful Component》管理中大型项目MonoBehaviour各种序列化字段 ,的高级解决方案

上文提到了UIState, ObjectRefactor等,还提到了远古的NGUI, KBEngine-UI等 这个算是比较新的解决方法吧,但是抽象出来,问题还是这些个问题 所以你就说做游戏是不是先要解决这些问题? 而不是高大上的UiImage,DoozyUI等 Mono管理引用基本用法 ① 添加Stateful Component …

书生大模型实战营--L0关卡-Git

任务一、自我介绍 一、使用vscode链接git并提交代码 二、提交新的pr

Linux目录网络设置远程工具的使用

文章目录 Linux目录虚拟机⽹络配置查看⽹络信息修改⽹络配置信息 虚拟机管理操作远程⼯具的使⽤ Linux目录 Linux的⽬录结构 Linux中的常⻅⽬录 Linux常⻅的⽬录结构,不同版本的Linux⽬录结构可能略有不同 Centos7的⽂件⽬录结构 Linux根⽬录下的常⻅⽬录及作⽤ …

windows下安装和使用nacos

概述 Nacos致力于帮助您发现、配置和管理微服务。Nacos提供了一组简单易用的特性集,帮助您快速实现动态服务发 现、服务配置、服务元数据及流且管理 Nacos官方文档:https://nacos.io/zh-cn/docs/quick-start.html Nacos下载地址:https://n…

ArkUI-X视频播放App初出茅庐

前言; 各位同学大家好之前写了一些基于 OpenHarmony 系统写arkui的项目。所以移植到arkui-x上面来 效果图 OpenHarmony os 设备效果图 : 安卓设备效果图

创建第一个鸿蒙开发项目

文 | Promise Sun 一、DevEco Studio 1、截图示例为汉化后的版本,需要汉化DevEco Studio可以参考《汉化DevEco Studio开发工具》 2、使用DevEco Studio开发工具版本: 二、创建鸿蒙开发项目 1、打开DevEco Studio开发工具,操作“文件-新建…

8.FreeRTOS_队列集

队列集使用在系统需要支持多个输入设备的情况,这是每个输入设备的数据都存放在一个队列中,队列集将他们管理起来,可以实现实时识别哪一个队列中有数据并将数据读取出来。 相关配置 使用队列集的函数,需要先开启宏开关。具体操作…