We characterize structures such as monotonicity, convexity, and modality in smooth regression curves using persistent homology. Persistent homology is a key tool in topological data analysis that detects higher-dimensional topological features such as connected components and holes (cycles or loops) in the data. In other words, persistent homology is a multiscale version of homology that characterizes sets based on the connected components and holes. We use super-level sets of functions to extract geometric features via persistent homology. In particular, we explore structures in regression curves via the persistent homology of super-level sets of a function, where the function of interest is - the first derivative of the regression function. In the course of this study, we extend an existing procedure of estimating the persistent homology for the first derivative of a regression function and establish its consistency. Moreover, as an application of the proposed methodology, we demonstrate that the persistent homology of the derivative of a function can reveal hidden structures in the function that are not visible from the persistent homology of the function itself. In particular, we characterize structures such as monotonicity, convexity, and modality, and propose a measure of statistical significance to infer these structures in practice. Finally, we conduct an empirical study to implement the proposed methodology on simulated and real data sets and compare the derived results with an existing methodology.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

[WWW2021]图结构估计神经网络
专知会员服务
43+阅读 · 2021年3月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | 知识图谱问答中的层次类型约束主题实体识别
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
从点到线:逻辑回归到条件随机场
夕小瑶的卖萌屋
15+阅读 · 2017年7月22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
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 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月10日
Inductive Relation Prediction by Subgraph Reasoning
Arxiv
11+阅读 · 2020年2月12日
VIP会员
最新内容
21世纪的无人机战争
专知会员服务
1+阅读 · 34分钟前
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
1+阅读 · 48分钟前
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关VIP内容
[WWW2021]图结构估计神经网络
专知会员服务
43+阅读 · 2021年3月29日
相关基金
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
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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员