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一种计算高效的持久图向量表示框架

计算机视觉与模式识别 2021-09-20 v1 计算几何

摘要

在拓扑数据分析中,量化数据形状的常用方法是使用持久图(PD)。PD 是利用代数拓扑工具计算的 R2\mathbb{R}^2 中点的多重集。然而,这种多重集结构限制了 PD 在应用中的效用。因此,近年来人们致力于从 PD 中提取信息丰富且高效的摘要,以拓宽其在机器学习任务中的使用范围。我们提出一种计算高效的框架,将 PD 转换为 Rn\mathbb{R}^n 中的向量,称为向量化持久块(VPB)。我们表明,我们的表示具备基于向量的摘要的诸多期望性质,如关于输入噪声的稳定性、低计算成本与灵活性。通过仿真研究,我们在聚类、分类与变点检测等多种学习任务中展示了 VPB 在性能与计算成本方面的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.08239,
  title  = {A computationally efficient framework for vector representation of persistence diagrams},
  author = {Kit C. Chan and Umar Islambekov and Alexey Luchinsky and Rebecca Sanders},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.08239},
  year   = {2021}
}

备注

28 pages, 17 figures