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inria-00436891, version 3

Topological Inference via Meshing

Benoît Hudson () a1, Gary L. Miller () 2, Steve Y. Oudot () 3, Donald R. Sheehy () 2

N° RR-7125 (2009)

Résumé : We apply ideas from mesh generation to improve the time and space complexities of computing the full persistent homological information associated with a point cloud $P$ in Euclidean space $\R^d$. Classical approaches rely on the \v Cech, Rips, $\alpha$-complex, or witness complex filtrations of $P$, whose complexities scale up very badly with $d$. For instance, the $\alpha$-complex filtration incurs the $n^{\Omega(d)}$ size of the Delaunay triangulation, where $n$ is the size of $P$. The common alternative is to truncate the filtrations when the sizes of the complexes become prohibitive, possibly before discovering the most relevant topological features. In this paper we propose a new collection of filtrations, based on the Delaunay triangulation of a carefully-chosen superset of $P$, whose sizes are reduced to $2^{O(d^2)}n$. A nice property of these filtrations is to be interleaved multiplicatively with the family of offsets of $P$, so that the persistence diagram of $P$ can be approximated in $2^{O(d^2)}n^3$ time in theory, with a near-linear observed running time in practice (ignoring the constant factors depending exponentially on $d$). Thus, our approach remains tractable in medium dimensions, say 4 to 10.

  • Domaine : Informatique/Géométrie algorithmique
  • Mots-clés : Topological persistence – Delaunay triangulation – offsets – sparse Voronoi refinement
  • Référence interne : RR-7125
  • Versions disponibles :  v1 (01-12-2009) v2 (02-12-2009) v3 (03-12-2009)
 
  • inria-00436891, version 3
  • oai:hal.inria.fr:inria-00436891
  • Contributeur : 
  • Soumis le : Jeudi 3 Décembre 2009, 09:31:21
  • Dernière modification le : Mardi 22 Décembre 2009, 13:34:07
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