Graphes de représentation minimaux, entropies et divergences : applications

Graphes de représentation minimaux, entropies et divergences : applications

Minimal spanning trees, entropies and divergences: applications

Olivier J.J. Michel Alfred O. Hero  Patrick Flandrin 

Laboratoire D’Astrophysique,UMR 6525, Université de Nice-Sophia Antipolis, 06108, Nice Cedex 02, France.

Départment of EECS, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-2122, USA.

Laboratoire de Physique (URA 1325 CNRS), École Normale Supérieure de Lyon, 46 allée d’Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France.

Corresponding Author Email: 
olivier.michel@unice.fr
Page: 
287-297
|
Received: 
28 March 2000
| |
Accepted: 
N/A
| | Citation

OPEN ACCESS

Abstract: 

A non parametric approach for entropy estimation was recently proposed by the authors. Based on the statistical properties of minimal spanning trees, it was established that a suitably normalized sum of the edge weights converges to the Rényi entropy of the underlying process. Motivated by these results, in this paper we apply the MST approach to several practical problems including: denoising, clustering and mixture separation. First we briefly recall basic concepts and properties of MST. Then details are given on applications to general denoising or clustering problems, including trajectory detection in the time-frequency plane.

Résumé

Il a été récemment établi que la longueur d’un graphe de représentation minimal (Minimal Spanning Tree, MST) construit sur un ensemble de réalisations d’un processus aléatoire permet d’estimer l’entropie de ce dernier, dans un contexte non paramétrique. Dans cette étude, après avoir rappelé les principales définitions et propriétés des MST, nous en illustrons l’intérêt à travers leur mise en œuvre dans le cadre de problèmes de débruitage, de séparation de mélange statistique ou de détection de trajectoire dans le plan temps-fréquence, pour l’analyse de signaux non stationnaires.

Keywords: 

k-Minimal spanning Tree, f-divergence, Rényi entropy, mixture separation, denoising, time frequency analysis

Mots clés

Graphes de représentation minimaux, f -divergences, Entropie statistique de Rényi, Séparation de mélange, Débruitage, Temps fréquence

1. Introduction
2. Entropies Et Divergence De Rényi
3. MST Et k-MST
4. Deux Exemples D’application
5. Conclusion
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