We develop novel methods for using persistent homology to infer the homology of an unknown Riemannian manifold $(M, g)$ from a point cloud sampled from an arbitrary smooth probability density function. Standard distance-based filtered complexes, such as the \v{C}ech complex, often have trouble distinguishing noise from features that are simply small. We address this problem by defining a family of "density-scaled filtered complexes" that includes a density-scaled \v{C}ech complex and a density-scaled Vietoris--Rips complex. We show that the density-scaled \v{C}ech complex is homotopy-equivalent to $M$ for filtration values in an interval whose starting point converges to $0$ in probability as the number of points $N \to \infty$ and whose ending point approaches infinity as $N \to \infty$. By contrast, the standard \v{C}ech complex may only be homotopy-equivalent to $M$ for a very small range of filtration values. The density-scaled filtered complexes also have the property that they are invariant under conformal transformations, such as scaling. We implement a filtered complex $\widehat{DVR}$ that approximates the density-scaled Vietoris--Rips complex, and we empirically test the performance of our implementation. As examples, we use $\widehat{DVR}$ to identify clusters that have different densities, and we apply $\widehat{DVR}$ to a time-delay embedding of the Lorenz dynamical system. Our implementation is stable (under conditions that are almost surely satisfied) and designed to handle outliers in the point cloud that do not lie on $M$.


翻译:我们开发了使用持久性同质学的新方法, 以从任意的平滑概率密度函数的点云样样本中推断出一个未知的瑞曼元( M, g) 的同质 。 标准的远程过滤综合体, 如 & v{ C} 技术综合体, 往往难以区分噪音和简单小的特征。 我们通过定义一个“ 密度大小的过滤综合体” 的组合来解决这个问题, 包括一个密度缩放的 { {C} 复杂和密度尺度的越越野- 里普- 复合体。 我们显示, 密度尺度的内基值相当于 美元, 在一个间隔期间, 标准级的过滤综合体值等于 $ 。 开始点的概率等于 0 美元, 到 分级的过滤综合体, 我们的递增量的系统, 也能够确定我们系统内部的比值 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Risk and optimal policies in bandit experiments
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Convergence of the Discrete Minimum Energy Path
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
VIP会员
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员