We develop a multidimensional version of Gradient-MUSIC for estimating the frequencies of a nonharmonic signal from noisy samples. The guiding principle is that frequency recovery should be based only on the signal subspace determined by the data. From this viewpoint, the MUSIC functional is an economical nonconvex objective encoding the relevant information, and the problem becomes one of understanding the geometry of its perturbed landscape. Our main contribution is a general structural theory showing that, under explicit conditions on the measurement kernel and the perturbation of the signal subspace, the perturbed MUSIC function is an admissible optimization landscape: suitable initial points can be found efficiently by coarse thresholding, gradient descent converges to the relevant local minima, and these minima obey quantitative error bounds. Thus the theory is not merely existential; it provides a constructive global optimization framework for multidimensional optimal resolution. We verify the abstract conditions in detail for two canonical sampling geometries: discrete samples on a cube and continuous samples on a ball. In both cases we obtain uniform, nonasymptotic recovery guarantees under deterministic as well as stochastic noise. In particular, for lattice samples in a cube of side length $4m$, if the true frequencies are separated by at least $β_d/m$ and the noise has $\ell^\infty$ norm at most $\varepsilon$, then Gradient-MUSIC recovers the frequencies with error at most \[ C_d \frac{\varepsilon}{m}, \] where $C_d, β_d>0$ depend only on the dimension. This scaling is minimax optimal in $m$ and $\varepsilon$. Under stationary Gaussian noise, the error improves to \[ C_d\frac{σ\sqrt{\log(m)}}{m^{1+d/2}}. \] This is the noisy super-resolution scaling: (see paper for rest of abstract)


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
使用 FastAI 和即时频率变换进行音频分类
AI研习社
11+阅读 · 2019年5月9日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10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 · 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
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
12+阅读 · 2010年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
0+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
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
12+阅读 · 2010年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员