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On Voronoi diagrams and dual Delaunay complexes on the information-geometric Cauchy manifolds
arXiv - CS - Computational Geometry Pub Date : 2020-06-12 , DOI: arxiv-2006.07020 Frank Nielsen
arXiv - CS - Computational Geometry Pub Date : 2020-06-12 , DOI: arxiv-2006.07020 Frank Nielsen
We study the Voronoi diagrams of a finite set of Cauchy distributions and
their dual complexes from the viewpoint of information geometry by considering
the Fisher-Rao distance, the Kullback-Leibler divergence, the chi square
divergence, and a flat divergence derived from Tsallis' quadratic entropy
related to the conformal flattening of the Fisher-Rao curved geometry. We prove
that the Voronoi diagrams of the Fisher-Rao distance, the chi square
divergence, and the Kullback-Leibler divergences all coincide with a hyperbolic
Voronoi diagram on the corresponding Cauchy location-scale parameters, and that
the dual Cauchy hyperbolic Delaunay complexes are Fisher orthogonal to the
Cauchy hyperbolic Voronoi diagrams. The dual Voronoi diagrams with respect to
the dual forward/reverse flat divergences amount to dual Bregman Voronoi
diagrams, and their dual complexes are regular triangulations. The primal
Bregman-Tsallis Voronoi diagram corresponds to the hyperbolic Voronoi diagram
and the dual Bregman-Tsallis Voronoi diagram coincides with the ordinary
Euclidean Voronoi diagram. Besides, we prove that the square root of the
Kullback-Leibler divergence between Cauchy distributions yields a metric
distance which is Hilbertian for the Cauchy scale families.
中文翻译:
关于信息几何柯西流形上的 Voronoi 图和对偶 Delaunay 复形
我们通过考虑 Fisher-Rao 距离、Kullback-Leibler 散度、卡方散度和从 Tsallis 二次导出的平坦散度,从信息几何学的角度研究了一组有限 Cauchy 分布及其对偶复形的 Voronoi 图与 Fisher-Rao 弯曲几何的共形展平相关的熵。我们证明了 Fisher-Rao 距离、卡方散度和 Kullback-Leibler 散度的 Voronoi 图都与对应的 Cauchy 位置尺度参数上的双曲 Voronoi 图重合,并且对偶 Cauchy 双曲 Delaunay 复形是 Fisher正交于柯西双曲 Voronoi 图。关于双正向/反向平坦发散的双 Voronoi 图相当于双 Bregman Voronoi 图,它们的对偶复合体是规则三角剖分。原始 Bregman-Tsallis Voronoi 图对应于双曲 Voronoi 图,对偶 Bregman-Tsallis Voronoi 图与普通欧几里得 Voronoi 图重合。此外,我们证明了柯西分布之间的 Kullback-Leibler 散度的平方根产生了一个度量距离,它是柯西尺度家族的希尔伯特距离。
更新日期:2020-06-19
中文翻译:
关于信息几何柯西流形上的 Voronoi 图和对偶 Delaunay 复形
我们通过考虑 Fisher-Rao 距离、Kullback-Leibler 散度、卡方散度和从 Tsallis 二次导出的平坦散度,从信息几何学的角度研究了一组有限 Cauchy 分布及其对偶复形的 Voronoi 图与 Fisher-Rao 弯曲几何的共形展平相关的熵。我们证明了 Fisher-Rao 距离、卡方散度和 Kullback-Leibler 散度的 Voronoi 图都与对应的 Cauchy 位置尺度参数上的双曲 Voronoi 图重合,并且对偶 Cauchy 双曲 Delaunay 复形是 Fisher正交于柯西双曲 Voronoi 图。关于双正向/反向平坦发散的双 Voronoi 图相当于双 Bregman Voronoi 图,它们的对偶复合体是规则三角剖分。原始 Bregman-Tsallis Voronoi 图对应于双曲 Voronoi 图,对偶 Bregman-Tsallis Voronoi 图与普通欧几里得 Voronoi 图重合。此外,我们证明了柯西分布之间的 Kullback-Leibler 散度的平方根产生了一个度量距离,它是柯西尺度家族的希尔伯特距离。