Stochastic homology of Gaussian vs. non-Gaussian random fields: graphs towards Betti numbers and persistence diagrams
Notice bibliographique
Résumé
The topology and geometry of random fields—in terms of the Euler characteristic and the Minkowski functionals—has received a lot of attention in the context of the Cosmic Microwave Background (CMB), as the detection of primordial non-Gaussianities would form a valuable clue on the physics of the early Universe. The virtue of both the Euler characteristic and the Minkowski functionals in general, lies in the fact that there exist closed form expressions for their expectation values for Gaussian random fields. However, the Euler characteristic and Minkowski functionals are summarizing characteristics of topology and geometry. Considerably more topological information is contained in the homology of the random field, as it completely describes the creation, merging and disappearance of topological features in superlevel set filtrations. In the present study we extend the topological analysis of the superlevel set filtrations of two-dimensional Gaussian random fields by analysing the statistical properties of the Betti numbers—counting the number of connected components and loops—and the persistence diagrams—describing the creation and mergers of homological features. Using the link between homology and the critical points of a function—as illustrated by the Morse-Smale complex—we derive a one-parameter fitting formula for the expectation value of the Betti numbers and forward this formalism to the persistence diagrams. We, moreover, numerically demonstrate the sensitivity of the Betti numbers and persistence diagrams to the presence of non-Gaussianities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».