論文の概要: Two-stage Denoising Diffusion Model for Source Localization in Graph
Inverse Problems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.08841v1
- Date: Tue, 18 Apr 2023 09:11:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 15:26:39.038047
- Title: Two-stage Denoising Diffusion Model for Source Localization in Graph
Inverse Problems
- Title(参考訳): グラフ逆問題における音源定位のための2段階雑音拡散モデル
- Authors: Bosong Huang, Weihao Yu, Ruzhong Xie, Jing Xiao, Jin Huang
- Abstract要約: ソースローカライゼーションは、グラフ情報拡散の逆問題である。
本稿では,2段階最適化フレームワークであるソースローカライゼーション・デノナイズ拡散モデル(SL-Diff)を提案する。
SL-Diffは広範囲な実験で適切なサンプリング時間内に優れた予測結果が得られる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.57064597050846
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Source localization is the inverse problem of graph information dissemination
and has broad practical applications.
However, the inherent intricacy and uncertainty in information dissemination
pose significant challenges, and the ill-posed nature of the source
localization problem further exacerbates these challenges. Recently, deep
generative models, particularly diffusion models inspired by classical
non-equilibrium thermodynamics, have made significant progress. While diffusion
models have proven to be powerful in solving inverse problems and producing
high-quality reconstructions, applying them directly to the source localization
is infeasible for two reasons. Firstly, it is impossible to calculate the
posterior disseminated results on a large-scale network for iterative denoising
sampling, which would incur enormous computational costs. Secondly, in the
existing methods for this field, the training data itself are ill-posed
(many-to-one); thus simply transferring the diffusion model would only lead to
local optima.
To address these challenges, we propose a two-stage optimization framework,
the source localization denoising diffusion model (SL-Diff). In the coarse
stage, we devise the source proximity degrees as the supervised signals to
generate coarse-grained source predictions. This aims to efficiently initialize
the next stage, significantly reducing its convergence time and calibrating the
convergence process. Furthermore, the introduction of cascade temporal
information in this training method transforms the many-to-one mapping
relationship into a one-to-one relationship, perfectly addressing the ill-posed
problem. In the fine stage, we design a diffusion model for the graph inverse
problem that can quantify the uncertainty in the dissemination. The proposed
SL-Diff yields excellent prediction results within a reasonable sampling time
at extensive experiments.
- Abstract(参考訳): ソースローカライゼーションはグラフ情報拡散の逆問題であり、幅広い応用がある。
しかし、情報伝達における固有の複雑さと不確実性は重大な課題を引き起こし、ソースローカライゼーション問題の誤った性質がこれらの課題をさらに悪化させる。
近年、深部生成モデル、特に古典的非平衡熱力学に触発された拡散モデルが大きな進展を遂げている。
拡散モデルは逆問題の解法や高品質な再構成に強力であることが証明されているが、それらを原産地に直接適用することは2つの理由から実現不可能である。
第一に, 大規模ネットワーク上での後方分散結果の計算は不可能であり, 膨大な計算コストを発生させる。
第二に、この分野の既存の方法では、トレーニングデータ自体が不適切な(一対一の)ため、拡散モデルを単に転送するだけで、局所的なオプティマにしかならない。
これらの課題に対処するため、我々は2段階最適化フレームワークSL-Diff(source localization denoising diffusion model)を提案する。
粗い段階では、ソース近接度を教師付き信号として考案し、粗い粒度のソース予測を生成する。
これは次の段階を効率的に初期化し、収束時間を大幅に削減し、収束過程を校正することを目的としている。
さらに、このトレーニング手法におけるカスケード時間情報の導入は、多対一のマッピング関係を1対1の関係に変換し、不適切な問題を完全に解決する。
詳細な段階では,拡散の不確かさを定量化できるグラフ逆問題に対する拡散モデルを設計する。
提案するsl-diffは広範な実験で適切なサンプリング時間内に優れた予測結果が得られる。
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