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Some Intriguing Observations on the Learnt Matrices in Deep Unfolded Networks

Nareddy, Kartheek Kumar Reddy und Perumal, Inbasekaran und Seelamantula, Chandra Sekhar (2025) Some Intriguing Observations on the Learnt Matrices in Deep Unfolded Networks. IEEE. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2025, 2025-04-06 - 2025-04-11, Hyderabad, India. doi: 10.1109/ICASSP49660.2025.10890318.

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Kurzfassung

Deep-unfolded networks (DUNs) have set new performance benchmarks in fields such as compressed sensing, image restoration, and wireless communications. DUNs are built from conventional iterative algorithms, where an iteration is transformed into a layer/block of a network with learnable parameters. Despite their huge success, the reasons behind their superior performance over their iterative counterparts are not fully understood. This paper focuses on enhancing the explainability of DUNs by investigating potential reasons behind their superior performance over traditional iterative methods. We concentrate on the Learnt Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm (LISTA), a foundational contribution that achieves sparse recovery with significantly fewer layers than its iterative counterpart, ISTA. Our findings reveal that the learnt matrices in LISTA always have Gaussian distributed entries regardless of whether the sensing matrix is random Gaussian, Bernoulli, exponential, or uniform. The findings also show that the singular values of the learnt matrices exceed unity, despite which, the reconstruction scheme is stable. We conjecture that the activation function may have a role to play in ensuring stability. We also present an unbiasing technique that substantially improves the sparse recovery performance by reestimating the amplitudes based on the converged support.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214900/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Some Intriguing Observations on the Learnt Matrices in Deep Unfolded Networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nareddy, Kartheek Kumar Reddykartheek.nareddy (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4586-5158NICHT SPEZIFIZIERT
Perumal, InbasekaranNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seelamantula, Chandra Sekharcss (at) iisc.ac.inNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 April 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICASSP49660.2025.10890318
Verlag:IEEE
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Compressed Sensing, deep-unfolded networks, sparse signal recovery, iterative shrinkage-thresholding algorithm (ISTA), learnt ISTA (LISTA)
Veranstaltungstitel:IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2025
Veranstaltungsort:Hyderabad, India
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 April 2025
Veranstaltungsende:11 April 2025
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Maschinelles Lernen
Standort: Jena
Institute & Einrichtungen:Institut für Datenwissenschaften > Datenanalyse und -intelligenz
Hinterlegt von: Nareddy, Kartheek Kumar Reddy
Hinterlegt am:29 Aug 2025 14:34
Letzte Änderung:29 Aug 2025 14:34

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