쌍곡선 공간에서 점을 샘플링하는 방법은 무엇입니까?


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Poincaré 상반신 공간 모델 의 쌍곡선 공간은 일반 Rn 처럼 보이지만 각도와 거리 개념이 비교적 간단한 방식으로 왜곡됩니다. 유클리드 공간에서 나는 여러 가지 방법으로 공에서 랜덤 포인트를 균일하게 샘플링 할 수 있습니다. 예를 들어 방향을 얻기 위해 n 독립적 가우시안 샘플을 생성 하여 [ 0 , 1 에서 s 를 균일하게 샘플링 하여 반경 좌표 r 을 별도로 샘플링 할 수 있습니다.s[0,1n+1Rn+1], 여기서R은 반경이며r=((n+1)s)1n+1 . 쌍곡선 상반신 평면에서 구는 여전히 구가되며 그 중심 만 유클리드 메트릭의 중심이 아니므로 동일한 작업을 수행 할 수 있습니다.

비 균일 분포에 따라 샘플링을 원하지만 가우시안 분포와 같은 등방성 방식으로 샘플링하려는 경우 쉽지 않습니다. 유클리드 공간에서는 각 좌표에 대해 가우시안 샘플을 생성하거나 (가우시안 분포에만 적용) 다차원 가우시안 샘플을 동일하게 생성 할 수 있습니다. 이 샘플을 쌍곡선 공간의 샘플로 변환하는 직접적인 방법이 있습니까?

대안적인 접근법은 먼저 균일하게 분포 된 방향 (예를 들어, n 가우시안 샘플 로부터 )을 생성 한 다음 방사상 성분에 대한 가우시안 샘플을 생성하고 , 지정된 길이에 대해 지정된 방향으로 지수 맵 하에서 이미지를 생성하는 것일 수있다 . 변형은 Euclidean Gaussian 샘플을 취하여 지수 맵 아래에 매핑하는 것입니다.

내 질문 :

  • 쌍곡선 공간에서 주어진 평균 및 표준 편차로 가우시안 샘플을 얻는 효율적이고 효과적인 방법은 무엇입니까?
  • 위에서 설명한 방법으로 원하는 샘플링을 제공합니까?
  • 아무도 이미 공식을 해결 했습니까?
  • 이것은 다른 메트릭과 다른 확률 분포로 어떻게 일반화됩니까?

미리 감사드립니다.

편집하다

나는 단지 균일 한 표본 추출의 경우에도이 질문들이 남아 있음을 깨달았다. 구가 구이지만 균일 한 분포는 공의 상수 함수로 설명되지 않습니다.


귀하의 의견에 감사드립니다. 모든 토폴로지 공간에는 토폴로지에 의해 생성 된 Borel sigma 대수학이 있습니다. Riemannian 메트릭은 볼륨 개념을 제공합니다. 총 부피가 유한 한 경우, 확률 분포를 제공하기 위해 정규화 될 수 있거나,보다 일반적으로는 측정 가능한 유한 부피 세트에 대해 균일 한 확률 분포를 직접적으로 제공합니다. 당신이 측지선 및 아크 길이의 개념을 포함하여 기하학적 구조를 가지고 있기 때문에, 당신은 또한 확률 밀도가 가우시안 분포를 정의 할 수있는 유클리드 공간에서와 같은 방법으로 거리에 의해 붕괴
doetoe

@ 예 공 모델에서 공의 중심 주위를 샘플링 한 다음, 등거리 측정, 적어도 유클리드 및 중심 주위의 쌍곡선 회전을 통해 공을 운반하는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 이것이 가장 효율적인 경우, 문제는 쌍곡선 메트릭의 정규 분포에 따라 디스크 모델의 중심을 중심으로 샘플링하는 방법으로 줄어 듭니다.
doetoe

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여기에서 샘플을 생성하기 위해 Mark Girolami의 Riemannian 매니 폴드 MCMC를 조정할 수 있어야합니다. 그러나 과잉 일 수 있습니다. MCMC를 수행하지만 현재 지점에서 측지선을 촬영하여 제안을 생성합니다.
Nick Alger

흥미로운 것 같은 @NickAlger, 당신은 링크가 있습니까?
doetoe

여기 그의 주요 논문이 있습니다. 평면에서 비 균일 분포를 샘플링하는 문제를 매니 폴드에서 균일 한 분포를 샘플링하는 문제로 변환하는 반면 매니 폴드에서 균일 한 분포를 시작합니다. rss.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/…
Nick Alger

답변:


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나는 이것을 위해 이것을하고있는 중입니다. 가우시안에 대한 가장 적절한 아날로그는 쌍곡선 공간의 열 커널이라고 생각합니다. 다행스럽게도 https://www.math.uni-bielefeld.de/~grigor/nog.pdf(London Mathematical Society의 게시판 에도 있음) 이전에 밝혀졌습니다 .

edist2/constant

(21||x||2)ndx1dxn

다음은 원점을 중심으로하는 반경 3의 공에 대한 균일 한 샘플입니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

원한다면 나는 더 많은 것을 기뻐할 것입니다. 적어도 과거에는 이것에 대한 관심이 분명히 있었기 때문에 이것을 넣을 것이라고 생각했습니다.


감사! 아직 좋아하는 기사를 공부할 시간이 없었지만 흥미롭고 관련이 있습니다.
doetoe

σ/2

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상수 pi는 유클리드 공간에서 상수입니다. pi의 값은 다른 형상에서 다릅니다. 매개 변수 pi는 가우시안 하에서 확률 질량을 변경합니다. 매개 변수 pi는 확률을 정규화하는 데 사용됩니다. 나는 이것을 공부하기 시작했습니다.

나는 얼마 전에 시그마의 수가 증가함에 따라 공간이 쌍곡선에서 유클리드로, 구형으로 변한다고 결론을 내렸다. 매개 변수 p를 통해 Lp 공간의 함수로 각 공간 및 pi에 대한 토론을 진행하게되어 기뻤습니다.


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