論文の概要: Stochastic Dynamics on Persistence Diagram Space via Reinforcement Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.06276v1
- Date: Thu, 06 Aug 2026 17:05:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-07 15:25:20.970206
- Title: Stochastic Dynamics on Persistence Diagram Space via Reinforcement Learning
- Title(参考訳): 強化学習によるパーシステンスダイアグラム空間の確率ダイナミクス
- Abstract要約: パーシステンス図(PD)は、多スケール位相構造の安定かつ解釈可能な要約を提供する。
PD空間上でのモデリングと進化のための強化学習フレームワークを提案する。
分布マッチング,タスク固有位相統計,構造保存圧縮を含む目的を定式化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.22071387235207537
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Persistence diagrams (PDs) provide stable and interpretable summaries of multiscale topological structure. While substantial progress has been made in the statistical analysis of PDs, existing literature often treats diagrams as static objects and provide limited frameworks for probabilistic modeling and stochastic evolution on PD space. We introduce a reinforcement learning framework for stochastic dynamics on PD space, where diagrams evolve through topology aware local edit operations. The dynamics define controlled Markov processes on spaces of finite PDs with variable cardinality. We establish conditions under which the induced Markov chains are irreducible, aperiodic, and geometrically ergodic, implying the existence of unique stationary probability laws on PD space. To guide the dynamics toward scientifically relevant topological targets, we formulate objectives that encompass distribution matching, task specific topological statistics, and structure-preserving compression. The resulting rewards balance task specific distributional targets, diagram fidelity, and complexity reduction, and yield a framework for adaptive topological simplification and probabilistic modeling. Experiments on synthetic and neuroimaging PDs demonstrate that the proposed framework can preserve dominant topological structure while reducing diagram complexity.
- Abstract(参考訳): パーシステンス図(PD)は、多スケール位相構造の安定かつ解釈可能な要約を提供する。
PDの統計解析においてかなりの進歩があったが、既存の文献では図を静的な対象として扱い、PD空間上の確率的モデリングと確率的進化のための限られたフレームワークを提供することが多い。
PD空間上の確率力学の強化学習フレームワークを導入し,局所的な編集操作を意識したトポロジを通して図形を進化させる。
力学は、可変濃度の有限PDの空間上で制御されたマルコフ過程を定義する。
我々は、誘導マルコフ連鎖が既約、周期的、幾何学的にエルゴード的である条件を確立し、PD空間上の一意な定常確率法則の存在を示唆する。
本研究では, 分布マッチング, タスク固有位相統計, 構造保存圧縮を含む対象を定式化する。
その結果得られる報酬は、タスク固有の分布目標、図の忠実度、複雑性の低減のバランスをとり、適応的な位相的単純化と確率的モデリングのためのフレームワークを提供する。
合成およびニューロイメージングPDの実験により、提案するフレームワークは、図の複雑さを低減しつつ、支配的なトポロジ構造を維持できることが示されている。
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