We unify the discrete Fourier transform (DFT), discrete cosine transform (DCT), Walsh-Hadamard, Haar wavelet, Karhunen-Loève transform (KLT), and several others along with their continuous counterparts (Fourier transform, Fourier series, spherical harmonics, fractional Fourier transform) under one representation-theoretic principle: each is the eigenbasis of every covariance invariant under a specific finite or compact group, with columns constructed from the irreducible matrix elements of the group via the Peter-Weyl theorem. The unification rests on the Algebraic Diversity (AD) framework, which identifies the matched group of a covariance as the foundational object of second-order signal processing. The data-dependent KLT emerges as the trivial-matched-group limit; classical transforms emerge as the cyclic, dihedral, elementary Abelian, iterated wreath, and hybrid wreath cases, with composition rules for direct, wreath, and semidirect products. The dihedral case is split by action: the Hartley basis is the matched transform of the dihedral group on the $M$-cycle (symmetric circulants), while the DCT belongs to the dihedral group on the even-reflected extension, with the finite-window AR(1) covariance an approximation to that class. A polynomial-time algorithm, the DAD-CAD relaxation cast as a double-commutator generalized eigenvalue problem, discovers the matched group of any empirical covariance without expert judgment, with noise-aware variants via the commutativity residual $δ$ and algebraic coloring index $α$. The fractional Fourier transform is treated as the metaplectic $SO(2)$ case, and a structural principle relates matched group size inversely to transform resolution. Modern applications (massive-MIMO, graph neural networks, transformer attention, 3D vision, brain connectivity, single-cell genomics, quantum informatics) are sketched with their matched groups.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月1日
Arxiv
0+阅读 · 9月25日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关资讯
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员