We develop the theory of a metric, which we call the $\nu$-based Wasserstein metric and denote by $W_\nu$, on the set of probability measures $\mathcal P(X)$ on a domain $X \subseteq \mathbb{R}^m$. This metric is based on a slight refinement of the notion of generalized geodesics with respect to a base measure $\nu$ and is relevant in particular for the case when $\nu$ is singular with respect to $m$-dimensional Lebesgue measure; it is also closely related to the concept of linearized optimal transport. The $\nu$-based Wasserstein metric is defined in terms of an iterated variational problem involving optimal transport to $\nu$; we also characterize it in terms of integrations of classical Wasserstein distance between the conditional probabilities and through limits of certain multi-marginal optimal transport problems. As we vary the base measure $\nu$, the $\nu$-based Wasserstein metric interpolates between the usual quadratic Wasserstein distance and a metric associated with the uniquely defined generalized geodesics obtained when $\nu$ is sufficiently regular. When $\nu$ concentrates on a lower dimensional submanifold of $\mathbb{R}^m$, we prove that the variational problem in the definition of the $\nu$-based Wasserstein distance has a unique solution. We establish geodesic convexity of the usual class of functionals and of the set of source measures $\mu$ such that optimal transport between $\mu$ and $\nu$ satisfies a strengthening of the generalized nestedness condition introduced in \cite{McCannPass20}.We finally introduce a slight variant of the dual metric mentioned above in order to prove convergence of an iterative scheme to solve a variational problem arising in game theory.


翻译:我们开发了一种度量理论, 我们称之为以美元为基量的以美元为基数的通用大地测量概念, 以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数, 特别是当美元为奇数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数, 以美元为基数的以美元为基数的以瓦瑟斯坦度为基数, 以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以基数的以美元为基数的以基数的以美元为基数, 以美元为基数的以美元为基数的以基数的以数的以数的以值为基数的以基数的以基数的以基数的以基数的以基数的以美元为基数的以美元为基数的以基数的运算算的以美元为基数的以美元为基数的以基数的运算的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以美元为基数的以基数的以基数的以基数的以基数, 。

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