Given a set P of n points and a constant k, we are interested in computing the persistent homology of the Cech filtration of P for the k-distance, and investigate the effectiveness of dimensionality reduction for this problem, answering an open question of Sheehy [Proc. SoCG, 2014]. We show that any linear transformation that preserves pairwise distances up to a (1 +/- e) multiplicative factor, must preserve the persistent homology of the Cech filtration up to a factor of (1-e)^(-1). Our results also show that the Vietoris-Rips and Delaunay filtrations for the k-distance, as well as the Cech filtration for the approximate k-distance of Buchet et al. [J. Comput. Geom., 2016] are preserved up to a (1 +/- e) factor. We also prove extensions of our main theorem, for point sets (i) lying in a region of bounded Gaussian width or (ii) on a low-dimensional submanifold, obtaining embeddings having the dimension bounds of Lotz [Proc. Roy. Soc., 2019] and Clarkson [Proc. SoCG, 2008] respectively. Our results also work in the terminal dimensionality reduction setting, where the distance of any point in the original ambient space, to any point in P, needs to be approximately preserved.
翻译:根据一个设置的 P 点和 恒定 k, 我们有兴趣计算 P 的 Cech 过滤点的持久性同质性, 并调查这个问题的维度减少效果, 回答Sheehy [Proc. SoCG, 2014] 的开放问题。 我们显示, 任何线性转换, 将距离保持在1+/ e) 倍复制系数之间的对齐距离, 必须将Cech 过滤点的持久性同质性保存到1- e) 系数( 1) (-1) 。 我们的结果还显示, Viaoris- Rips 和 Delaunay 的 k- 距离过滤效果, 以及这个问题的维度减少效果。 [J. Comput. Geom., 2016] 的任何线性转换, 将保持到一个( +/ e) 倍倍增系数。 我们还证明了我们的主方位的延伸, 点设置 (i) 位于一个受约束的高斯 宽度或 (ii) 区域, 位于低维度次点, 的 K- 底基点的 过滤点, 、 将我们Buchet- 的 的 根基 的 的 的 根基 的 的 的 的 、 的 根 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 、 、 、 、 的 根基 根基 的 的 的 的 、 的 的 的 的 的 的 、 的 的 的 的 根 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 、 的 的 的 、 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的