論文の概要: A Stable Distance Persistence Homology for Dynamic Bayesian Network Clustering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.11226v1
- Date: Mon, 11 May 2026 20:43:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-13 21:48:56.419911
- Title: A Stable Distance Persistence Homology for Dynamic Bayesian Network Clustering
- Title(参考訳): 動的ベイズネットワーククラスタリングのための安定距離パーシステンスホモロジー
- Authors: Will Bales, Carmen Rovi,
- Abstract要約: 動的ベイズネットワークにおける変数の整理と時間的変化に関するトポロジ的アプローチを導入する。
DBGに永続ホモロジーを適用すると、強い依存変数の連結群の合併と消滅を記録するバーコードを生成する。
このことは、動的ベイズネットワークにおける依存性構造がどのように進化するかという、原理的かつ耐雑音的な要約をもたらす。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Dynamic Bayesian networks (DBNs) are a widely used framework for modeling systems whose probabilistic structure evolves over time. Standard inference methods focus on local conditional distributions and can miss larger-scale patterns in how dependencies between variables organize and change over time. We introduce a topological approach to this problem. To each DBN we associate a time-varying graph, called a Dynamic Bayesian Graph (DBG), by assigning to each edge a strength that measures variation in its conditional dependence across parent configurations, and retaining edges whose strength exceeds a chosen threshold. We show that this construction fits within the dynamic graph framework of Kim and Mémoli, enabling the use of tools from topological data analysis. Applying persistent homology to a DBG produces a barcode, which records the merging and disappearance of connected groups of strongly dependent variables over time. We prove that this barcode is stable: small perturbations in the conditional probability tables of the DBN lead to small changes in the resulting barcode. This yields a principled and noise-resistant summary of how dependency structure evolves in a dynamic Bayesian network.
- Abstract(参考訳): 動的ベイズネットワーク(英: Dynamic Bayesian Network、DBN)は、確率的構造が時間とともに進化するシステムモデリングのフレームワークである。
標準推論手法は、ローカルな条件分布に焦点を当てており、変数間の依存関係がどのように整理され、時間とともに変化するかという、より大規模なパターンを見逃す可能性がある。
この問題に対してトポロジカルなアプローチを導入する。
それぞれのDBNに対して、動的ベイズグラフ(DBG)と呼ばれる時間変化グラフを関連付け、各エッジに親構成間の条件依存性の変化を測定する強度を割り当て、選択された閾値を超えるエッジを保持する。
我々は,この構造がKimとMémoliの動的グラフフレームワークに適合していることを示し,トポロジカルデータ解析のツールの利用を可能にした。
DBGに永続的ホモロジーを適用すると、バーコードを生成する。
DBNの条件付き確率表における小さな摂動は、結果として生じるバーコードに小さな変化をもたらす。
このことは、動的ベイズネットワークにおける依存性構造がどのように進化するかという、原理的かつ耐雑音的な要約をもたらす。
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