Multimodal density estimation is a fundamental problem in scientific computing. Determining the number of modes in a distribution is a core numerical challenge with applications across ecology, economics, genomics, and astronomy. While the R ecosystem provides mature tools through the multimode package, the Python ecosystem has lacked an equivalent cohesive implementation. We present critband, a Python package for critical bandwidth bimodality detection based on Silverman's kernel density approach. The package implements critical bandwidth search with a robust bracketed mode-count solver and FFT-accelerated KDE, and provides additional features including k-mode detection, component decomposition, bimodality strength quantification, and excess mass estimation. Validation against twelve benchmark cases spanning separation regimes, unequal variances, unequal weights, and small sample sizes shows stable estimates for clearly separated cases and expected instability for boundary cases. Performance benchmarks show critband is typically 3-10 times faster per case than R's modetest() in the tested setup.


翻译:多模态密度估计是科学计算中的基本问题。确定分布中的模态数量是核心数值挑战,在生态学、经济学、基因组学和天文学中具有广泛应用。尽管R生态系统通过multimode包提供了成熟工具,但Python生态系统一直缺乏等效的连贯实现。我们提出了critband,一个基于Silverman核密度方法进行临界带宽双峰检测的Python包。该包实现了带有鲁棒括号化模态计数求解器和FFT加速核密度估计的临界带宽搜索,并提供额外功能,包括k模态检测、分量分解、双峰强度量化和过剩质量估计。对十二个跨越分离程度、不等方差、不等权重和小样本量的基准案例的验证表明,对于清晰分离的案例,估计结果稳定,对于边界案例,结果呈现预期的不稳定性。性能基准测试表明,在测试设置中,critband每个案例的速度通常比R的modetest()快3到10倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

深度多模态数据融合
专知会员服务
55+阅读 · 2024年11月9日
【Paul Liang】多模态深度学习,Multimodal Deep Learning
专知会员服务
186+阅读 · 2022年4月12日
【干货书】Python高级数据科学分析,424页pdf
专知会员服务
117+阅读 · 2020年8月7日
最新《深度多模态数据分析》综述论文,26页pdf
专知会员服务
302+阅读 · 2020年6月16日
深度多模态表示学习综述论文,22页pdf
专知
33+阅读 · 2020年6月21日
多模态深度学习综述,18页pdf
专知
51+阅读 · 2020年3月29日
这可能是「多模态机器学习」最通俗易懂的介绍
计算机视觉life
113+阅读 · 2018年12月20日
各种相似性度量及Python实现
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2017年7月6日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
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
17+阅读 · 2008年12月31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
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
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
3+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
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
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员