该论文提出了一种基于拓扑数据分析中Mapper算法的结构化表示学习框架。与将Mapper仅作为预处理步骤生成图结构的传统做法不同,作者将完整的Mapper构造视为表示本身的一部分,并系统研究了其数学性质,包括重标记不变性、表示空间上的距离函数、多尺度分解的结构复杂度,以及在表示扰动下的学习稳定性。实验在时间序列和图分类数据集上进行,通过表示消融、参数敏感性和表示空间几何分析等受控研究验证了框架的有效性。结果表明,该数学框架能够支持Mapper表示的系统比较、解释与分析,为研究表示几何、结构复杂度和学习稳定性提供了实用工具,有助于在高维复杂数据中保留和利用多尺度结构信息。
| Mapper算法 | 拓扑数据分析中的一种方法,通过将数据分解为重叠局部区域并构建神经图来捕捉数据的多尺度结构。 |
| 拓扑数据分析(TDA) | 利用拓扑学工具分析数据形状和结构的领域,关注数据的全局几何特征。 |
| 神经构造 | 一种从局部覆盖构建全局拓扑结构的方法,通过连接重叠区域形成图或复形。 |
| 多尺度分解 | 将数据或表示分解为不同尺度下的结构,以捕捉从局部到全局的组织层次。 |
| 表示消融 | 通过移除或修改表示的部分组件来研究其对学习性能影响的实验方法。 |
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