We introduce a new framework to analyze shape descriptors that capture the geometric features of an ensemble of point clouds. At the core of our approach is the point of view that the data arises as sampled recordings from a metric space-valued stochastic process, possibly of nonstationary nature, thereby integrating geometric data analysis into the realm of functional time series analysis. We focus on the descriptors coming from topological data analysis. Our framework allows for natural incorporation of spatial-temporal dynamics, heterogeneous sampling, and the study of convergence rates. Further, we derive complete invariants for classes of metric space-valued stochastic processes in the spirit of Gromov, and relate these invariants to so-called ball volume processes. Under mild dependence conditions, a weak invariance principle in $D([0,1]\times [0,\mathscr{R}])$ is established for sequential empirical versions of the latter, assuming the probabilistic structure possibly changes over time. Finally, we use this result to introduce novel test statistics for topological change, which are distribution free in the limit under the hypothesis of stationarity.


翻译:我们提出了一种新的框架,用于分析能够捕捉点云集合几何特征的形状描述符。该方法的核心视角基于数据源自度量空间值随机过程的采样记录(可能具有非平稳性质),从而将几何数据分析融入函数型时间序列分析领域。我们重点关注拓扑数据分析中的描述符。该框架能够自然地纳入时空动力学、异质性采样以及收敛速度研究。此外,我们遵循格罗莫夫思想,推导了度量空间值随机过程类的完备不变量,并将这些不变量与所谓的球体积过程相关联。在温和的依赖性条件下,对于这些过程的序列经验版本,建立了在 $D([0,1]\times [0,\mathscr{R}])$ 空间中的弱不变原理,同时假设概率结构可能随时间变化。最后,我们利用该结果引入新的拓扑变化检验统计量,该统计量在平稳性假设下具有渐近分布无关性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】随机模型基础,815页pdf
专知会员服务
105+阅读 · 2023年5月10日
【干货书】开放数据结构,Open Data Structures,337页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2021年9月17日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
【论文】结构GANs,Structured GANs,
专知会员服务
15+阅读 · 2020年1月16日
论文浅尝 | GEOM-GCN: Geometric Graph Convolutional Networks
开放知识图谱
14+阅读 · 2020年4月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
相关VIP内容
【2023新书】随机模型基础,815页pdf
专知会员服务
105+阅读 · 2023年5月10日
【干货书】开放数据结构,Open Data Structures,337页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2021年9月17日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
【论文】结构GANs,Structured GANs,
专知会员服务
15+阅读 · 2020年1月16日
相关资讯
论文浅尝 | GEOM-GCN: Geometric Graph Convolutional Networks
开放知识图谱
14+阅读 · 2020年4月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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