Echantillonnage de signaux sur graphes via des
processus d´eterminantaux
Nicolas Tremblay, Simon Barthelme, Pierre-Olivier Amblard
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Nicolas Tremblay, Simon Barthelme, Pierre-Olivier Amblard. Echantillonnage de signaux sur
graphes via des processus d´eterminantaux. 2017.
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´
Echantillonnage de signaux sur graphes
via des processus d´
eterminantaux
Nicolas TREMBLAY , Simon BARTHELM´
E, Pierre-Olivier AMBLARD
GIPSA-LAB, CNRS, Grenoble, France
R´
esum´
e – Nous consid´
erons l’´
echantillonnage de signaux `
a bande limit´
ee ksur graphe, i.e., les combinaisons lin´
eaires des kpremiers modes
de Fourier du graphe. Il existe knœuds du graphe qui permettent leur reconstruction parfaite, les exhiber n´
ecessite cependant une diagonalisation
partielle de la matrice laplacienne, trop coˆ
uteuse `
a grande dimension. Nous proposons une nouvelle m´
ethode rapide d’´
echantillonnage bas´
ee sur
des processus d´
eterminantaux qui permet la reconstruction `
a partir d’un nombre d’´
echantillons de l’ordre de k. Ce faisant, nous proposons un
nouvel algorithme g´
en´
eral d’´
echantillonnage de processus d´
eterminantaux, plus rapide d’un facteur kque l’algorithme de l’´
etat de l’art.
Abstract – We consider the problem of sampling k-bandlimited graph signals, i.e., linear combinations of the first kgraph Fourier modes.
We know that a set of knodes embedding all k-bandlimited signals always exists, thereby enabling their perfect reconstruction after sampling.
Unfortunately, to exhibit such a set, one needs to partially diagonalize the graph Laplacian, which becomes prohibitive at large scale. We propose
a novel strategy based on determinantal point processes that side-steps partial diagonalisation and enables reconstruction with only O(k)samples.
While doing so, we exhibit a new general algorithm to sample determinantal process, faster than the state-of-the-art algorithm by an order k.
1 Introduction
´
Etant donn´
ee une certaine classe de signaux, ´
echantillonner
consiste `
a mesurer un signal un nombre de fois suffisant pour
une certaine tˆ
ache, e.g. `
a des fins de reconstruction. Pour les si-
gnaux d´
efinis sur des graphes, une classe de r´
egularit´
e souvent
utilis´
ee est celle des signaux `
a bande limit´
ee k(cf la d´
efini-
tion 1). Dans ce contexte, il existe deux types de m´
ethodes
d’´
echantillonnage : i) celles qui calculent les kpremiers modes
de Fourier du graphe et cherchent via des heuristiques knœuds
qui les discriminent tous [2], ii) celles qui s’affranchissent de
ce calcul, et qui soit cherchent un nombre de nœuds proche
de ket r´
esolvent des probl`
emes combinatoires qui ne passent
pas `
a l’´
echelle [3], soit s’autorisent un nombre de nœuds de
l’ordre de O(klog k)et permettent de passer `
a l’´
echelle via un
´
echantillonnage iid adapt´
e au graphe [4], soit via des marches
al´
eatoires sur graphe sp´
ecifiques [5].
Contributions. Nous proposons une m´
ethode bas´
ee sur les pro-
cessus ponctuels d´
eterminantaux (PPD) [6], ces processus al´
ea-
toires connus pour favoriser la diversit´
e des ´
echantillons selon
un certain sens choisi. Nous proposons un nouvel algorithme
g´
en´
eral pour ´
echantillonner des PPD, plus rapide d’un facteur
kque l’´
etat de l’art. Puis, nous montrons comment cet algo-
rithme peut ˆ
etre utilis´
e et approch´
e rapidement dans le cadre de
l’´
echantillonnage des signaux `
a bande limit´
ee sur graphe.
2 Notations et objectif
Les matrices sont en majuscule, e.g. K; les vecteurs en mi-
nuscules et en gras, e.g. x; les ensembles en cursive, e.g. A;
KA,Best la restriction de Kaux lignes (resp. colonnes) in-
dex´
ees par les ´
el´
ements de A(resp. B) ; enfin : KA=KA,A.
On note δsle vecteur dont les entr´
ees sont nulles sauf en s.
On consid`
ere un graphe Gcompos´
e de Nnœuds intercon-
nect´
es selon la matrice d’adjacence WRN×Ntel que Wij =
Wji >0repr´
esente le poids associ´
e au lien connectant i`
aj.
Notons Dla matrice diagonale des degr´
es de chaque nœud :
l’entr´
ee (i, i)de cette matrice s’´
ecrit Dii =PjWij . Le lapla-
cien combinatoire associ´
e`
aGs’´
ecrit L=DWRN×N.
Cette matrice est semi-d´
efinie positive et se diagonalise en L=
UΛU|, o`
uU= (u1|u2|. . . |uN)RN×Nest la matrice de
ses vecteurs propres et Λ = diag(λ1, λ2, . . . , λN)RN×Nla
matrice diagonale de ses valeurs propres associ´
ees, que l’on
range dans l’ordre croissant 0 = λ16λ26. . . 6λN.
Par analogie au traitement du signal discret classique, uiest
consid´
er´
e comme le i-`
eme mode de Fourier du graphe, et λisa
fr´
equence associ´
ee [7]. Etant donn´
ekN, on d´
efinit Uk=
(u1|. . . |uk)RN×kla concat´
enation des kpremiers modes
de Fourier du graphe. Un signal `
a bande limit´
ee se d´
efinit ainsi :
D´
efinition 1 (Signal `
a bande limit´
ee k). Un signal xRN
d´
efini sur les nœuds d’un graphe Gest `
a bande limit´
ee kN
si xspan(Uk), i.e., αRktel que x=Ukα.
En notant mle nombre de mesures, ´
echantillonner consiste
`
a choisir un ensemble de mnœuds A={s1, . . . , sm}. No-
tons M= (δs1|δs2|. . . |δsm)|Rm×Nla matrice de mesure
associ´
ee : le signal xRNmesur´
e en As’´
ecrit
y=Mx+nRm,(1)
o`
unRmest un bruit de mesure. ´
Etant donn´
e que xest
suppos´
eˆ
etre `
a bande limit´
ee k, on le reconstruit `
a partir de sa
Algorithm 1 ´
Echantillonner un m-PPD `
a noyau K[8, Sec 2.4]
Entr´
ee : K, m
S ← ∅, d´
efinir p0=diag(K)RN
pp0
for n= 1, . . . , m do :
·Tirer snavec probabilit´
eP(s) = p(s)/Pip(i)
·S S ∪ {sn}
·Mettre `
a jour p:i p(i) = p0(i)K|
S,iK1
SKS,i
end for
Sortie : A←S.
mesure yen calculant xrec =Uk(MUk)y,o`
u(MUk)est le
pseudo-inverse de Moore-Penrose de MUkRm×k. Notons
σ16. . . 6σkles valeurs singuli`
eres de MUk. Le signal x
est parfaitement reconstructible (au bruit prˆ
et) `
a partir de ysi
U|
kM|MUkest inversible, i.e., si σ2
1>0. Dans ce cas :
xrec =Uk(U|
kM|MUk)1U|
kM|y(2)
=x+Uk(U|
kM|MUk)1U|
kM|n.(3)
Parmi tous les choix possibles de A(et donc de M) qui v´
erifient
σ2
1>0, lesquels sont optimaux ? Il existe plusieurs d´
efinitions
d’optimalit´
e [5], nous nous int´
eressons ici `
a la suivante :
AMV = arg max
As.t. |A|=k
k
Y
i=1
σ2
i,(4)
o`
u “MV” signifie “volume maximal” : en effet, en maximisant
le produit des valeurs singuli`
eres, on maximise le d´
eterminant
de U|
kM|MUk, c’est-`
a-dire le volume form´
e par les klignes
´
echantillonn´
ees de Uk. Trouver AMV est NP-complet [1]. Notre
objectif est de s’en approcher, c’est-`
a-dire : trouver un ensemble
de taille k(comme AMV) ou proche de ktel qu’on ait la meil-
leure reconstruction possible des signaux `
a bande limit´
ee k.
3 Processus d´
eterminantaux
Notons [N]l’ensemble des sous-ensembles de {1, . . . , N}
et KRN×Nune matrice semi-d´
efinie positive (SDP). On
convient que det()=1.
D´
efinition 2 (m-PPD).Consid´
erons un processus ponctuel,
i.e., un processus qui tire al´
eatoirement un ensemble A ∈ [N].
Ce processus est un m-PPD `
a noyau Ksi :
i) P(A)=0, pour tout Atel que |A| 6=m.
ii) P(A) = 1
Zdet(KA), pour tout Atel que |A| =m, o`
uZest
la constante de normalisation.
Proposition 1. Si le rang de Kest sup´
erieur ou ´
egal `
am, alors
l’algorithme 1 ´
echantillonne un m-PPD `
a noyau K.
D´
emonstration. Notons Sl’ensemble des n´
echantillons obte-
nus `
a l’issue de l’´
etape nde la boucle de l’algorithme 1, et ¯
S
l’ensemble des n1´
echantillons obtenus `
a l’issue de l’´
etape
n1. On a donc : S=¯
S ∪{sn}. Enfin, notons pn(i)la valeur
de p(i)`
a l’issue de la n-`
eme it´
eration de la boucle.
En utilisant le compl´
ement de Schur, on a : n[1, m],i,
det K¯
S∪{i}=Ki,i K|
¯
S,iK1
¯
SK¯
S,idet (K¯
S)(5)
=pn1(i)det (K¯
S).(6)
Algorithm 2 ´
Echantillonner un m-PPD – nouvel algorithme
Entr´
ee : K= [k1,...,kN], m
S ← ∅, d´
efinir p=diag(K)RN
for n= 1, . . . , m do :
·Tirer snavec probabilit´
eP(s) = p(s)/Pip(i)
·S S ∪ {sn}
·Calculer fn=ksnPn1
l=1 flfl(sn)
·Normaliser fnfn/pfn(sn)
·Mettre `
a jour p:i p(i)p(i)fn(i)2
end for
Sortie : A←S.
`
A partir de (6), et sachant que i) K´
etant SDP : ∀S,det(KS)>
0, ii) le rang de Kest sup´
erieur ou ´
egal `
am, on peut mon-
trer que pn(i)>0et Pipn(i)6= 0, c’est-`
a-dire qu’`
a chaque
it´
eration de la boucle, la probabilit´
eP(s)est bien d´
efinie. La
boucle ´
etant r´
ep´
et´
ee mfois, la sortie de l’algorithme, not´
ee A,
est n´
ecessairement de taille m. Enfin, montrons que P(A)est
proportionnel `
a det(KA). Par construction de A:
P(A) =
m
Y
l=1
P(sl|s1, s2, . . . , sl1)
m
Y
l=1
pl1(sl).(7)
Or, en r´
e´
ecrivant (6) pour i=sn, et par it´
eration sur ¯
S, on peut
´
ecrire : det(KA) = Qm
l=1 pl1(sl)qui est donc proportionnel `
a
P(A)d’apr`
es (7). Ce qui termine la preuve.
AMV, l’ensemble `
a approcher, est l’ensemble le plus pro-
bable du m-PPD (avec m=k)`
a noyau Kk=UkU|
k. Si nous
avons les ressources pour calculer Uk, une premi`
ere strat´
egie
d’´
echantillonnage est donc l’Alg. 1 appliqu´
e`
aKk. Dans le cas
contraire, nous proposons dans la suite un nouvel algorithme
d’´
echantillonnage de m-PPD, de complexit´
e inf´
erieure d’un
facteur m, qui permet d’appliquer des techniques d’approxima-
tion polynomiale, ´
evitant ainsi toute ´
etape de diagonalisation.
4 Approximation via des filtres sur graphe
4.1 R´
e´
ecriture de l’algorithme d’´
echantillonnage
Proposition 2. L’algorithme 2 est ´
equivalent `
a l’algorithme 1 :
il ´
echantillonne aussi un m-PPD `
a noyau K.
D´
emonstration. Consid´
erons S,¯
S, pn(i)d´
efinis comme dans
la preuve pr´
ec´
edente. Nous allons montrer que les pn(i)dans
les boucles des deux algorithmes sont ´
egaux. Dans l’Alg. 2 :
pn(i) = pn1(i)fn(i)2=p0(i)Pn
l=1 fl(i)2. En compa-
rant avec pn(i)obtenu dans l’Alg. 1, il suffit de montrer que :
ni
n
X
l=1
fl(i)2=K|
S,iK1
SKS,i.(8)
Nous allons montrer plus g´
en´
eralement que :
ni, j
n
X
l=1
fl(i)fl(j) = K|
S,iK1
SKS,j .(9)
Pour ce faire, nous proposons une r´
ecurrence.
Initialisation. C’est vrai pour n= 1, o`
uSest r´
eduit `
a{s1}:
i, j K|
S,iK1
SKS,j =Ks1,iKs1,j /Ks1,s1=f1(i)f1(j).
Hypoth`
ese. Supposons que (9) est vraie `
a l’´
etape n1,i.e. :
i, j
n1
X
l=1
fl(i)fl(j) = K|
¯
S,iK1
¯
SK¯
S,j .(10)
R´
ecurrence. Montrons qu’elle est ´
egalement vraie `
a l’´
etape n.
En utilisant l’identit´
e de Woodbury sur K1
S, on montre que :
K|
S,iK1
SKS,j =K|
¯
S,iK1
¯
SK¯
S,j +zn(i)zn(j)
zn(sn),(11)
o`
uzn(i) = Ksn,iK|
¯
S,sn
K1
¯
SK¯
S,i. En remplac¸ant K|
¯
S,iK1
¯
SK¯
S,j
par Pn1
l=1 fl(i)fl(j)grˆ
ace `
a (10), il nous reste `
a montrer que :
i, j fn(i)fn(j) = zn(i)zn(j)
zn(sn).(12)
Or, par construction dans l’Algorithme 2, fn(i)s’´
ecrit :
i fn(i) = Ksn,i Pn1
l=1 fl(i)fl(sn)
qKsnPn1
l=1 fl(sn)2
.(13)
En utilisant une seconde fois l’hypoth`
ese (10), on montre que :
i fn(i) = zn(i)
pzn(sn),(14)
ce qui prouve (12) et termine la preuve.
L’algorithme 2 est un nouvel algorithme g´
en´
eral pour ´
echantil-
lonner un m-PPD. Sa complexit´
e est en O(Nm2), alors que
la complexit´
e de l’algorithme 1 est en O(Nm3). Notons que
des id´
ees similaires pour r´
eduire la complexit´
e d’un facteur m
existent dans la litt´
erature (par exemple dans [9]) mais sous des
formes un peu cach´
ees, et, `
a notre connaissance, n’ont jamais
´
et´
e vraiment explicit´
ees dans le cas discret.
4.2 Approcher l’´
echantillonnage d’un PPD
En plus d’ˆ
etre plus rapide, nous allons voir que la mani`
ere
dont l’algorithme 2 fait appel `
aKpermet de tirer profit d’ap-
proximations polynomiales usuellement utilis´
ees lors d’op´
era-
tions de filtrage sur graphe. Rappelons que dans notre cas, nous
nous int´
eressons au m-PPD associ´
e au noyau projectif Kk. Or :
Kk=Uhk(Λ)U|,o`
uhk(Λ) = diag(hk(λ1), . . . , hk(λN)) et
hk(λ)est tel que hk(λ)=1si λ6λket hk(λ)=0sinon.
En traitement du signal sur graphes, Kkest un filtre passe-bas
id´
eal de fr´
equence de coupure λk.
Approximation polynomiale. Consid´
erons le polynˆ
ome de Che-
bychev ˜
hkde degr´
erqui approche au mieux hk:
λ[0, λN]˜
hk(λ) =
r
X
l=1
αlλl'hk(λ).
On a : Kk'U˜
hk(Λ)U|=
r
X
l=1
αlUΛlU|=
r
X
l=1
αlLl=˜
hk(L).
Filtrage rapide sur graphe. On ne calcule jamais explicite-
ment ˜
hk(L)qui est en g´
en´
eral dense de taille N×N. En re-
vanche, ´
etant donn´
e un signal xd´
efini sur le graphe, le signal
Algorithm 3 ´
Echantillonnage approch´
e d’un m-PPD `
a noyau
K=h(L)
Entr´
ee : L,h(λ),r,m
Calculer λN, la plus grande valeur propre de L
Calculer le polynˆ
ome ˜
hde degr´
erqui approche hsur [0, λN]
Estimer p=diag(˜
h(L)) RNcomme vu dans la Sec. 4.2
for n= 1, . . . , m do :
·Tirer snargmax(p)
·Calculer fn=˜
h(L)δsnPn1
l=1 flfl(sn)
·Normaliser fnfn/pfn(sn)
·Mettre `
a jour p(i)p(i)fn(i)2
end for
Output : A={s1, . . . , sm}
filtr´
e par hk,Kkx, est approch´
e par ˜
hk(L)x=Pr
l=1 αlLlx,
qui peut se calculer via rmultiplications matrice-vecteur (on
calcule d’abord Lx, puis L(Lx), etc.) si bien que le nombre
d’op´
erations n´
ecessaires pour filtrer un signal est de l’ordre de
r|E|o`
u|E|est le nombre de liens du graphe.
Estimation de la diagonale de Kk.Soit RRN×nune ma-
trice contenant nsignaux al´
eatoires, dont toutes les entr´
ees sont
tir´
ees d’une gaussienne de moyenne nulle et de variance 1/n.
La i`
eme valeur de la diagonale de Kk,p0(i), est approch´
ee par
la norme de la i`
eme ligne de ˜
hk(L)R,i.e. :
p0(i)'
δ|
i˜
hk(L)R
2
.(15)
En appliquant le lemme de Johnson-Lindenstrauss, on peut mon-
trer qu’un nombre de signaux al´
eatoires n=O(log N)est suf-
fisant pour avoir une estimation convenable [10].
Algorithme d’approximation. On souhaite approcher l’algo-
rithme 2 avec entr´
ee Kksans avoir `
a calculer Uk. Pour ce faire,
on suit l’algorithme 3 en lui donnant comme entr´
ee 1L,h(λ) =
hk(λ), r = 50 et mle nombre d’´
echantillons souhait´
e. Au lieu
d’acc´
eder directement `
a la diagonale d’un noyau Kconnu, on
l’estime `
a l’aide de l’´
equation (15). Puis, au lieu d’acc´
eder aux
colonnes ksdirectement, on les estime via le filtrage rapide
associ´
e : ks'˜
hk(L)δs. Au vu des erreurs d’approximation
successives, l’´
ecart entre les {fl}calcul´
es au cours des algo-
rithmes 2 et 3 ne cesse de s’accroˆ
ıtre au fur et `
a mesure de la
boucle. Pour stabiliser l’algorithme 3 : i) le nouvel ´
echantillon
est celui qui maximise p; ii) et on s’autorise m > k (ce qui
n’a pas de sens pour l’algorithme 2 appliqu´
e`
aKkqui est de
rang k). Aussi, en pratique, on fait quelques modifications mi-
neures : i) apr`
es la mise `
a jour de p, on force p(si)=0pour
tous les ´
echantillons sid´
ej`
a choisis ; ii) lors de la normalisation
de fn, si fn(sn)60dues aux erreurs d’approximations, alors
on normalise fnpar pkfnk/N.
5 Simulations
Trois graphes. Nous consid´
erons le graphe routier du Minne-
sota (N= 2642), le graphe correspondant au maillage 3D d’un
objet (graphe “Bunny” avec N= 2503), et une r´
ealisation d’un
1. pour avoir hk(λ), il faut λk, que nous estimons en suivant [4, Sec. 4.2].
a)
10 11 12 13 14 15 16 17 18
m
102
101
100
101
||xrec x||2
b)
10 11 12 13 14 15 16 17 18
m
102
101
100
101
||xrec x||2
c)
10 11 12 13 14 15 16 17 18
m
102
101
100
||xrec x||2
iid uniforme
iid avec p=diag(Kk)
iid avec p'diag(Kk)
notre methode: alg.3
PPD avec Kk
FIGURE 1 – Performance m´
ediane obtenue en reconstruisant 100 signaux `
a bande limit´
ee 10 sur a) le graphe du Minnesota, b) le graphe
“Bunny”, c) une r´
ealisation d’un MSB. Les m´
ethodes en pointill´
es doivent calculer Ukpour ´
echantillonner, les autres non. La m´
ethode via le
PPD `
a noyau Kkne peut ´
echantillonner que m= 10 nœuds : la droite horizontale associ´
ee est artificielle et sert uniquement `
a la comparaison.
graphe al´
eatoire avec communaut´
es issue du mod`
ele stochas-
tique par blocs (MSB) avec N= 1000, 10 communaut´
es de
mˆ
eme taille et de param`
etre de structure =c/4, o`
uccor-
respond `
a la limite o`
u les structures en communaut´
es ne sont
plus d´
etectables ; et plus est petit, plus la structure en commu-
naut´
es est forte. Voir par exemple [5, sec. 4] pour des d´
etails sur
; [4, Fig. 1] pour des illustrations des deux premiers graphes.
Pour g´
en´
erer les signaux `
a bande limit´
ee. Dans tous ces ex-
emples, nous choisissons k= 10. Chaque signal x`
a bande
limit´
ee kest g´
en´
er´
e en calculant Uk, puis en calculant x=
Ukαo`
uαRkest tir´
e al´
eatoirement selon une gaussienne
G(0,1), puis en normalisant xpour qu’il soit de norme 1.
Les diff´
erentes m´
ethodes d’´
echantillonnage compar´
ees. On
compare 5 m´
ethodes d’´
echantillonnage : i) l’´
echantillonnage
iid uniforme sans remise, ii) l’´
echantillonnage iid selon p=
diag(Kk)sans remise (comme dans [4]), iii) la mˆ
eme strat´
egie
mais avec une distribution p'diag(Kk)estim´
ee via (15),
iv) l’´
echantillonnage d´
ependant en suivant l’algorithme 3, et
v) l’´
echantillonnage selon le PPD id´
eal, c’est-`
a-dire en suivant
l’algorithme 1 avec la l´
eg`
ere modification qu’`
a chaque it´
eration
de la boucle on tire l’´
echantillon qui maximise la probabilit´
e
(cela donne de meilleures performances de reconstruction dans
les cas test´
es). Les quatre premi`
eres m´
ethodes peuvent ´
echantil-
lonner un nombre quelconque de nœuds m; la derni`
ere ´
echantil-
lonne n´
ecessairement knœuds.
Le bruit de mesure nRmest tir´
e selon une Gaussienne de
moyenne nulle et d’´
ecart-type σ, et est ajout´
e`
a la mesure du
signal, comme dans (1). On fixe σ= 103.
Reconstruction des signaux ´
echantillonn´
es. Quelle que soit
la m´
ethode choisie, on reconstruit les signaux avec (10), c’est-
`
a-dire avec la connaissance de Uk. Il existe des moyens de re-
construction qui ne n´
ecessitent pas Uk(voir [4]) ; mais nous
souhaitons ici comparer exclusivement l’´
echantillonnage.
Discussion des r´
esultats. La Fig. 1 montre que notre m´
ethode
approche la performance du PPD `
a noyau Kkplus rapidement
que les autres, d`
es m=O(k). Pour le graphe du Minne-
sota, `
a petit m, notre performance est moindre. N´
eanmoins,
nous retrouvons une meilleure performance pour d’autres choix
de k. Nous avons men´
e de nombreuses autres exp´
eriences sur
d’autres r´
ealisations du MSB, avec d’autres valeurs de k,et σ,
et des communaut´
es de taille h´
et´
erog`
ene : nous trouvons tou-
jours des comportements similaires.
6 Conclusion
Notre objectif initial ´
etait de r´
e´
ecrire l’algorithme 1 sous une
forme qui nous permettait d’utiliser efficacement les approxi-
mations polynomiales du noyau Kk. Nous proposons l’algo-
rithme 2 qui remplit cette objectif, mais qui s’av`
ere ´
egalement
ˆ
etre un algorithme d’int´
erˆ
et g´
en´
eral pour les m-PPD. Nous pro-
posons aussi l’algorithme 3, qui permet d’approcher tout PPD
dont le noyau est de la forme K=h(L)o`
uLest une ma-
trice diagonalisable (de pr´
ef´
erence parcimonieuse), sans jamais
calculer explicitement ce noyau potentiellement dense, et en
´
evitant tout calcul de diagonalisation de L. Nous illustrons avec
succ`
es l’int´
erˆ
et de cet algorithme pour l’´
echantillonnage de si-
gnaux sur graphe `
a bande limit´
ee k.
Remerciements. Ce travail a ´
et´
e en partie soutenu par le La-
bEx PERSYVAL-Lab (ANR-11-LABX-0025-01), l’ANR GenGP
(ANR-16-CE23-0008), le LIA CNRS/Melbourne Univ Geodesic.
R´
ef´
erences
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