×

球面上含噪数据的分布式滤波超插值。 (英语) Zbl 1484.65025号

概述:天体物理学、空间天气研究和地球物理学中的问题通常需要分析球体上的大噪声数据。本文针对球面上的噪声数据开发了分布式滤波超插值,将数据拟合任务分配给多个服务器,以找到输入和输出数据映射的良好近似。对于每台服务器,近似值是由一小部分正交节点在球体上过滤的超插值。分布式策略允许并行计算用于数据处理和模型选择。与过滤的超插值相比,它降低了每个服务器的计算成本,同时保持了近似能力。我们证明了分布式滤波超插值的逼近能力与输入数据和服务器数量之间的定量关系。数值算例表明了该方法的有效性和准确性。

MSC公司:

65D05型 数值插值
41A50型 最佳逼近,切比雪夫系统
33 C55 球面谐波
65T60型 小波的数值方法
68T09号 数据分析和大数据的计算方面
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Y.Akrami、F.Arroja、M.Ashdown、J.Aumont、C.Baccigalupi、M.Ballardini、A.Banday、R.Barrero、N.Bartolo、S.Basak等人,《普朗克2018年结果》。《普朗克的宇宙遗产概述》,预印本,arXiv:1807.062052018年。
[2] P.Baldi、G.Kerkyacharian、D.Marinucci和D.Picard,《使用针头对定向数据进行自适应密度估计》,Ann.Statist。,37(2009),第3362-3395页,https://doi.org/10.1214/09-AOS682。 ·Zbl 1369.62061号
[3] R.Bauer,球面上点的分布及其在星表中的应用,J.Guid。控制动态。,23(2000),第130-137页。
[4] A.Bondarenko、D.Radchenko和M.Viazovska,球面设计的最佳渐近界,《数学年鉴》。(2) ,178(2013),第443-452页,https://doi.org/10.4007/annals.2013.178.2.2。 ·Zbl 1270.05026号
[5] J.Brauchart、J.Dick、E.Saff、I.Sloan、Y.Wang和R.Womersley,《球帽覆盖球面和Sobolev空间中等重体积的最坏情况误差》,J.Math。分析。申请。,431(2015),第782-811页·Zbl 1325.65037号
[6] J.S.Brauchart、A.B.Reznikov、E.B.Saff、I.H.Sloan、Y.G.Wang和R.S.Womersley,球洞半径上的随机点集,覆盖和分离,实验数学。,27(2018),第62-81页,https://doi.org/101080/10586458.2016.1226209。 ·兹比尔1386.52019
[7] G.Brown和F.Dai,紧两点齐次空间上光滑函数的逼近,J.Funct。分析。,220(2005),第401-423页,https://doi.org/10.1016/j.jfa.2004.10.005。 ·Zbl 1076.41012号
[8] A.Chernih、I.H.Sloan和R.S.Womersley,Wendland函数随着平滑度的增加而收敛到高斯高级计算。数学。,40(2014),第185-200页,https://doi.org/10.1007/s10444-013-9304-5。 ·兹比尔1298.41002
[9] F.Cucker和D.X.Zhou,《学习理论:近似理论观点》,剑桥大学专著。申请。计算。数学。24,剑桥大学出版社,剑桥,2007,https://doi.org/10.1017/CBO9780511618796。 ·Zbl 1274.41001号
[10] P.Delsarte、J.M.Goethals和J.J.Seidel,《球面代码和设计》,Geom。Dedicata,6(1977),第363-388页,https://doi.org/10.1007/bf03187604。 ·Zbl 0376.05015号
[11] M.Fan、D.Paul、T.C.M.Lee和T.Matsuo,《球面切向向量场建模》,J.Amer。统计师。协会,113(2018),第1625-1636页,https://doi.org/10.1080/01621459.2017.1356322。 ·Zbl 1409.62190号
[12] M.Fan、D.Paul、T.C.M.Lee和T.Matsuo,球面上非高斯随机场的多分辨率模型及其在电离层静电势中的应用,Ann.Appl。《统计》,第12卷(2018年),第459-489页,https://doi.org/10.1214/17-AOAS1104。 ·Zbl 1393.62039号
[13] W.Freeden、T.Gervens和M.Schreiner,《球面上的构造逼近》,克拉伦登出版社,牛津大学出版社,纽约,1998年·Zbl 0896.65092号
[14] Q.T.L.Gia,I.H.Sloan,R.S.Womersley和Y.G.Wang,球面上随机场的球面调和表示的各向同性稀疏正则化,Appl。计算。哈蒙。分析。,(2019), https://doi.org/10.1016/j.acha.2019.01.005。 ·Zbl 1462.60064号
[15] P.Grabner和I.H.Sloan,球形设计的下限和分离,收录于《均匀分布理论与应用》,Mathematisches Forschungsinstitutu Oberwolfach Report 49/2013,2013年,第2887-2890页。
[16] 郭振中、林士斌、周德兴,分布式谱算法学习理论,逆问题。,33 (2017), 074009, http://stacks.iop.org/0266-5611/33/i=7/a=074009。 ·Zbl 1372.65162号
[17] L.Gyoörfi、M.Kohler、A.Krzyżak和H.Walk,非参数回归的无分布理论,统计学中的Springer级数,Springer-Verlag,柏林,2002,https://doi.org/10.1007/b97848。 ·Zbl 1021.62024号
[18] K.Hesse、H.N.Mhaskar和I.H.Sloan,欧几里德球面上Besov空间的求积,《复杂性杂志》,23(2007),第528-552页,https://doi.org/10.1016/j.jco.2006.10.004。 ·Zbl 1134.41013号
[19] K.Hesse、I.H.Sloan和R.S.Womersley,球面上的数值积分,Handb。地理数学。,(2010),第1185-1219页·Zbl 1197.86018号
[20] K.Hesse、I.H.Sloan和R.S.Womersley,球面上噪声散射数据的径向基函数近似,Numer。数学。,137(2017),第579-605页,https://doi.org/10.1007/s00211-017-0886-6。 ·Zbl 1380.41005号
[21] A.I.Kamzolov,《球面上函数的近似》(S^n),Serdica,10(1984),第3-10页·Zbl 0558.41033号
[22] G.Kerkyacharian、T.M.Pham Ngoc和D.Picard,《局部化球面反褶积》,《统计年鉴》。,39(2011),第1042-1068页,https://doi.org/10.1214/10-AOS858。 ·Zbl 1216.62059号
[23] Q.T.Le Gia和H.N.Mhaskar,球面上的局部线性多项式算子和求积公式,SIAM J.Numer。分析。,47(2008/2009),第440-466页,https://doi.org/10.1137/060678555。 ·Zbl 1190.65039号
[24] Q.T.Le Gia和H.N.Mhaskar,球面上的局部线性多项式算子和求积公式,SIAM J.Numer。分析。,47(2008/2009),第440-466页,https://doi.org/10.1137/060678555。 ·Zbl 1190.65039号
[25] Q.T.Le Gia、F.J.Narcowich、J.D.Ward和H.Wendland,球面径向基函数的连续和离散最小二乘近似,《近似理论》,143(2006),第124-133页,https://doi.org/10.1016/j.jat.2006.03.007。 ·Zbl 1110.41007号
[26] Q.T.Le Gia、I.H.Sloan和H.Wendland,球面上Sobolev空间的多尺度分析,SIAM J.Numer。分析。,48(2010),第2065-2090页,https://doi.org/10.1137/090774550。 ·Zbl 1233.65011号
[27] S.Lin,F.Cao,X.Chang,Z.Xu,球面上的一般径向拟内插算子,《近似理论》,164(2012),第1402-1414页,https://doi.org/10.1016/j.jat.2012.07.001。 ·Zbl 1259.41007号
[28] S.-B.Lin,使用针状核对球形数据进行非参数回归,《复杂性杂志》,50(2019),第66-83页,https://doi.org/10.1016/j.jco.2018.09.003。 ·Zbl 1407.62139号
[29] S.-B.Lin、X.Guo和D.-X.Zhou,正则化最小二乘分布式学习,J.Mach。学习。Res.,18(2017),第92、31号论文·Zbl 1435.68273号
[30] 林世斌和周德兴,分布式基于核的梯度下降算法,Constr。约,47(2018),第249-276页,https://doi.org/10.1007/s00365-017-9379-1。 ·Zbl 1390.68542号
[31] D.Marinucci、D.Pietrobon、A.Balbi、P.Baldi、P.Cabella、G.Kerkyacharian、P.Natoli、D.皮卡德和N.Vittorio,《用于宇宙微波背景数据分析的球形针头》,《非月刊》。罗伊。阿童木。Soc.,383(2008),第539-545页,https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2007.12550.x。
[32] M.Mendillo,电离层中的风暴:总电子含量的模式和过程,地球物理出版社。,44 (2006), https://doi.org/10.1029/2005RG000193。
[33] H.N.Mhaskar,加权求积公式和球面上分区函数网络的近似,《复杂性杂志》,22(2006),第348-370页,https://doi.org/10.1016/j.jco.2005.10.003。 ·Zbl 1103.65028号
[34] H.N.Mhaskar、F.J.Narcowich和J.D.Ward,使用球面上分散数据的带状函数网络的近似特性,高级计算。数学。,11(1999),第121-137页,https://doi.org/10.1023/A:1018967708053。 ·Zbl 0939.41012号
[35] H.N.Mhaskar、F.J.Narcowich和J.D.Ward,《球面Marcinkiewicz-Zygmund不等式和正求积》,数学。公司。,70(2001),第1113-1130页,https://doi.org/10.1090/S0025-5718-00-01240-0。 ·Zbl 0980.76070号
[36] P.Mukhtarov、D.Pancheva、B.Andonov和L.Pashova,基于全球导航卫星系统数据的全球TEC地图:1。经验背景TEC模型,JGR空间物理学。,118(2013),第4594-4608页,https://doi.org/10.1002/jgra.50413。
[37] C.穆勒,《球形谐波》,施普林格-弗拉格出版社,柏林,1966年·Zbl 0138.05101号
[38] F.J.Narcowich、P.Petrushev和J.D.Ward,《球面上的局部紧框架》,SIAM J.Math。分析。,38(2006),第574-594页,https://doi.org/10.1137/040614359。 ·Zbl 1143.42034号
[39] F.J.Narcowich,X.Sun,J.D.Ward和H.Wendland,通过球面基函数进行离散数据插值的直接和反向Sobolev误差估计,Found。计算。数学。,7(2007),第369-390页,https://doi.org/10.1007/s10208-005-0197-7。 ·Zbl 1348.41010号
[40] F.J.Narcowich和J.D.Ward,《球面上的分散数据插值:误差估计和局部支持基函数》,SIAM J.Math。分析。,33(2002),第1393-1410页,https://doi.org/10.1137/S0036141001395054。 ·Zbl 1055.41007号
[41] 普朗克协作公司和R.Adam等人,普朗克2015年成果-I.产品和科学成果概述,Astron。天体物理学。,594(2016),第A1页,https://doi.org/101051/0004-6361/201527101。
[42] E.A.Rakhmanov、E.Saff和Y.Zhou,球面上的最小离散能量,数学。Res.Lett.公司。,1(1994年),第647-662页·Zbl 0839.31011号
[43] I.H.Sloan,一般区域上的多项式插值和超插值,《J近似理论》,83(1995),第238-254页,https://doi.org/10.1006/jath.1995.1119。 ·兹比尔083941006
[44] I.H.Sloan和R.S.Womersley,过滤超插值:球面上的构造多项式近似,GEM Int.J.Geomath。,3(2012年),第95-117页,https://doi.org/10.1007/s13137-011-0029-7。 ·Zbl 1259.65017号
[45] H.Wang和I.H.Sloan,《关于球面上的滤波多项式逼近》,J.Fourier Anal。申请。,23(2017),第863-876页,https://doi.org/10.1007/s00041-016-9493-7。 ·兹比尔1456.41006
[46] Y.Wang,球面上的过滤多项式近似,Bull。澳大利亚。数学。Soc.,93(2016),第162-163页,https://doi.org/10.1017/S000497271500132X。 ·Zbl 1330.42024号
[47] Y.G.Wang、Q.T.Le Gia、I.H.Sloan和R.S.Womersley,球面上的完全离散针线近似,应用。计算。哈蒙。分析。,43(2017),第292-316页,https://doi.org/10.1016/j.acha.2016.01.003。 ·Zbl 1372.42040号
[48] Y.G.Wang、I.H.Sloan和R.S.Womersley,球面上的Riemann局部化,J.Fourier Anal。申请。,24(2018),第141-183页,https://doi.org/10.1007/s00041-016-9496-4。 ·Zbl 1386.42027号
[49] H.Wendland,分段多项式,正定和紧支集最小次径向函数,高级计算。数学。,4(1995),第389-396页,https://doi.org/10.1007/BF02123482。 ·Zbl 0838.41014号
[50] R.S.Womersley,《当代计算数学——纪念Ian Sloan 80岁生日》,具有良好几何特性的高效球形设计。卷。第1页和第2页,柏林斯普林格-Verlag出版社,2018年,第1243-1285页·Zbl 1405.65033号
[51] Wu Q.和D.-X.Zhou,SVM软边界分类器:线性规划与二次规划,神经计算。,17(2005),第1160-1187页,https://doi.org/10.1162/0899766053491896。 ·Zbl 1108.90324号
[52] 吴振明,紧支正定径向函数,高级计算。数学。,4(1995),第283-292页,https://doi.org/10.1007/BF03177517。 ·Zbl 0837.41016号
[53] D.-X.Zhou,深度分布卷积神经网络:普适性,Ana。申请。(新加坡),16(2018),第895-919页,https://doi.org/10.1142/S0219530518500124。 ·Zbl 1442.68214号
[54] 周德兴,深度卷积神经网络的普遍性,应用。计算。哈蒙。分析。,(2019), https://doi.org/10.1016/j.acha.2019.06.004。 ·Zbl 1434.68531号
[55] D.-X.Zhou和K.Jetter,多项式核逼近和SVM分类器,高级计算。数学。,25(2006),第323-344页,https://doi.org/10.1007/s10444-004-7206-2。 ·Zbl 1095.68103号
[56] 周天勇、周德兴,《二维卷积诱导的深度卷积神经网络理论》,预印本,2020年。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。