Manifold Graph Signal Restoration Using Gradient Graph Laplacian Regularizer

数学 图形带宽 拉普拉斯矩阵 算法 平面图 邻接矩阵 谱图论 图形能量 图形 电压图 组合数学 折线图
作者
Fei Chen,Gene Cheung,Xue Zhang
出处
期刊:IEEE Transactions on Signal Processing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:72: 744-761 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tsp.2023.3343560
摘要

In the graph signal processing (GSP) literature, graph Laplacian regularizer (GLR) was used for signal restoration to promote piecewise smooth / constant reconstruction with respect to an underlying graph. However, for signals slowly varying across graph kernels, GLR suffers from an undesirable “staircase” effect. In this paper, focusing on manifold graphs—collections of uniform discrete samples on low-dimensional continuous manifolds—we generalize GLR to gradient graph Laplacian regularizer (GGLR) that promotes planar / piecewise planar (PWP) signal reconstruction. Specifically, for a graph endowed with sampling coordinates (e.g., 2D images, 3D point clouds), we first define a gradient operator, using which we construct a gradient graph for nodes’ gradients in the sampling manifold space. This maps to a gradient-induced nodal graph (GNG) and a positive semi-definite (PSD) Laplacian matrix with planar signals as the 0 frequencies. For manifold graphs without explicit sampling coordinates, we propose a graph embedding method to obtain node coordinates via fast eigenvector computation. We derive the means-square-error minimizing weight parameter for GGLR efficiently, trading off bias and variance of the signal estimate. Experimental results show that GGLR outperformed previous graph signal priors like GLR and graph total variation (GTV) in a range of graph signal restoration tasks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
杨lan完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
hhy完成签到,获得积分10
1秒前
paopao完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
欣慰冬亦发布了新的文献求助10
3秒前
文文发布了新的文献求助10
3秒前
王滕发布了新的文献求助10
4秒前
小小完成签到,获得积分10
5秒前
13940519973发布了新的文献求助30
5秒前
丸子博士发布了新的文献求助10
7秒前
夏姬宁静发布了新的文献求助10
7秒前
522完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
浮游应助爱咋咋地采纳,获得10
8秒前
球状闪电完成签到,获得积分10
8秒前
FashionBoy应助单薄的钢笔采纳,获得10
8秒前
joey106发布了新的文献求助10
9秒前
LTT完成签到,获得积分20
10秒前
烟花应助王滕采纳,获得10
11秒前
13秒前
mf发布了新的文献求助10
14秒前
Mei发布了新的文献求助10
14秒前
latata完成签到,获得积分10
15秒前
赘婿应助dudulu采纳,获得10
16秒前
妖魔鬼怪快离开完成签到,获得积分10
16秒前
mf完成签到 ,获得积分10
17秒前
虚幻远侵发布了新的文献求助10
19秒前
浮游应助王滕采纳,获得10
19秒前
jiangzhi发布了新的文献求助30
19秒前
欣慰冬亦完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
阿猫完成签到,获得积分10
20秒前
汉堡包应助LTT采纳,获得10
21秒前
小宅女完成签到 ,获得积分10
21秒前
天天快乐应助joey106采纳,获得10
23秒前
蔡继海发布了新的文献求助10
23秒前
z7777777完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650808
关于积分的说明 14693385
捐赠科研通 4592912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519798
邀请新用户注册赠送积分活动 1492175
关于科研通互助平台的介绍 1463329