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通过核密度估计学习传递算子

机器学习 2024-02-21 v3 信息论 动力系统 math.IT 统计理论 统计计算 统计理论

摘要

从数据推断传递算子常被表述为依赖于Ulam方法的经典问题。常规描述称为Ulam-Galerkin方法,涉及投影到以细矩形网格上支撑的特征函数表示的基函数。由此视角,Ulam-Galerkin方法可解释为使用直方图方法的密度估计。本研究将问题重置于统计密度估计框架中。这一替代视角允许对偏差与方差进行显式且严格的分析,从而便于讨论均方误差。通过利用logistic映射与Markov映射的详尽示例,我们展示了该方法在估计Frobenius-Perron算子特征向量上的有效性与正确性。我们比较了直方图密度估计(HDE)与核密度估计(KDE)方法的性能,发现KDE在精度上通常优于HDE。但需注意,KDE在边界点与跳跃处存在局限。基于研究发现,我们提出将其他密度估计方法引入该领域的可能性,并建议未来探究基于KDE的估计在高维映射中的应用。这些发现为从事Frobenius-Perron算子估计的研究人员与从业者提供了宝贵见解,并凸显了密度估计技术在此研究领域的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.03124,
  title  = {Learning Transfer Operators by Kernel Density Estimation},
  author = {Sudam Surasinghe and Jeremie Fish and Erik M. Bollt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03124},
  year   = {2024}
}