Connection matrices are a generalization of Morse boundary operators from the classical Morse theory for gradient vector fields. Developing an efficient computational framework for connection matrices is particularly important in the context of a rapidly growing data science that requires new mathematical tools for discrete data. Toward this goal, the classical theory for connection matrices has been adapted to combinatorial frameworks that facilitate computation. We develop an efficient persistence-like algorithm to compute a connection matrix from a given combinatorial (multi) vector field on a simplicial complex. This algorithm requires a single-pass, improving upon a known algorithm that runs an implicit recursion executing two-passes at each level. Overall, the new algorithm is more simple, direct, and efficient than the state-of-the-art. Because of the algorithm's similarity to the persistence algorithm, one may take advantage of various software optimizations from topological data analysis.


翻译:连接矩阵是经典莫尔斯理论中梯度向量场的莫尔斯边界算子的推广。在需要针对离散数据开发新型数学工具的数据科学快速发展的背景下,构建连接矩阵的高效计算框架尤为重要。为此,经典连接矩阵理论已被适配至便于计算的组合框架中。本文提出一种高效的持久化类算法,用于从单纯复形上的给定组合(多)向量场计算连接矩阵。该算法仅需单次遍历,相较于需在每一层级执行两次遍历的隐式递归算法,显著改进了计算效率。整体而言,新算法比现有最优算法更简洁、直接且高效。由于该算法与持久化算法的相似性,可充分利用拓扑数据分析中的各类软件优化策略。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2021年12月9日
【干货书】面向计算科学和工程的Python导论,167页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2021年4月7日
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
代码推荐 | 轻松实现各种图匹配 Graph matching.
图与推荐
3+阅读 · 2022年10月22日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年10月1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
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
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
0+阅读 · 2013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
3+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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月15日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
1+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关资讯
代码推荐 | 轻松实现各种图匹配 Graph matching.
图与推荐
3+阅读 · 2022年10月22日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年10月1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
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
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
0+阅读 · 2013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
3+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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员