Rational function approximations provide a simple but flexible alternative to polynomial approximation, allowing one to capture complex non-linearities without oscillatory artifacts. However, there have been few attempts to use rational functions on noisy data due to the likelihood of creating spurious singularities. To avoid the creation of singularities, we use Bernstein polynomials and appropriate conditions on their coefficients to force the denominator to be strictly positive. While this reduces the range of rational polynomials that can be expressed, it keeps all the benefits of rational functions while maintaining the robustness of polynomial approximation in noisy data scenarios. Our numerical experiments on noisy data show that existing rational approximation methods continually produce spurious poles inside the approximation domain. This contrasts our method, which cannot create poles in the approximation domain and provides better fits than a polynomial approximation and even penalized splines on functions with multiple variables. Moreover, guaranteeing pole-free in an interval is critical for estimating non-constant coefficients when numerically solving differential equations using spectral methods. This provides a compact representation of the original differential equation, allowing numeric solvers to achieve high accuracy quickly, as seen in our experiments.


翻译:有理函数逼近提供了一种简单但灵活的替代多项式逼近的方法,能够捕捉复杂的非线性特性而不产生振荡伪影。然而,由于可能产生虚假奇点,使用有理函数处理含噪声数据的方法鲜有尝试。为避免奇点的产生,我们采用伯恩斯坦多项式并对其系数施加适当约束,强制分母严格为正。虽然这缩小了可表达的有理多项式范围,但保留了有理函数的所有优势,同时保持了多项式逼近在含噪声数据场景中的鲁棒性。我们在含噪声数据上的数值实验表明,现有有理逼近方法持续在逼近域内产生虚假极点。与之形成对比的是,我们的方法无法在逼近域中产生极点,并且对于多变量函数,其拟合效果优于多项式逼近甚至带惩罚的样条方法。此外,在利用谱方法数值求解微分方程时,保证区间内无极点对于估计非常数系数至关重要。这提供了原始微分方程的紧凑表示,使数值求解器能够快速达到高精度,正如我们的实验所示。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
1+阅读 · 19分钟前
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
2+阅读 · 34分钟前
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
3+阅读 · 46分钟前
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:11
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
相关VIP内容
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员