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. We also mark the boundary of the construction: the structured points that correspond to no group are the eigenstructures of non-Schurian association schemes, lying just outside the matched-group catalog. 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
35+阅读 · 2022年3月14日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
39+阅读 · 2021年11月11日
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
103+阅读 · 2021年6月8日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
4+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
6+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
10+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21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
相关论文
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