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最优传输理论与计算


作者:
雷娜、顾险峰
定价:
138.00 元
版面字数:
450千字
开本:
16开
装帧形式:
精装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2022年
ISBN:
978-7-04-057000-7
物料号:
57000-00
出版时间:
2021-10-14
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
数学与统计
三级分类:
几何分析

最优传输理论是一门古老而又年轻、直观而又深刻、连续而又离散、基础而又应用的学科,将概率统计、微分几何、流体力学和非线性偏微分方程融为一体,和谐优美,深邃有力。Monge 在250 年前提出了最优传输问题,Kantorovich 给出部分解答从而获得1972 年度的诺贝尔经济学奖。丘成桐先生从微分几何角度为这一理论做出杰出贡献,而Villani、Figalli 等数学家因为在这一领域的研究获得菲尔兹奖。

近来人工智能再度兴起,大数据、深度学习技术在工程、医疗等领域取得了巨大成功,最优传输理论作为人工智能技术的理论基础之一进入中心舞台,广泛应用于深度学习、计算机视觉、计算机图形学、计算机辅助几何设计、数字几何处理、计算机网络、计算力学以及医学影像等领域中。

本书以高等数学的基本概念为基础,以现代理论为目的,有机组织庞大丰富的知识体系,贯穿诸多数学分支,横跨数学和计算机科学,同时满足数学家和工程师的迫切需求。本书可供高等院校数学、计算机等各相关专业的广大师生参考,亦可供人工智能、计算机视觉、医学影像、互联网开发、动漫动画、建筑设计等领域的工程师和专业人士参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一部分 最优传输的对偶理论
        • 第一章 Monge-Kantorovich 理论
          • 1.1 凸函数的Alexandrov 理论
            • 1.1.1 次微分
              • 1.1.2 Legendre-Fenchel 变换
                • 1.1.3 Alexandrov 定理
                • 1.2 Monge 问题与Kantorovich 问题
                  • 1.2.1 空间、弱收敛和连续性
                    • 1.2.2 M(X) 和C0(X) 间的对偶
                      • 1.2.3 紧空间上连续代价函数的Kantorovich 问题
                        • 1.2.4 紧空间下半连续代价函数的Kantorovich 问题
                          • 1.2.5 Polish 空间下半连续代价函数Kantorovich 问题的解
                        • 第二章 对偶理论
                          • 2.1 对偶问题
                            • 2.1.1 广义Lagrange 乘子法
                              • 2.1.2 连续函数空间的紧致性
                                • 2.1.3 c-变换
                                • 2.2 Kantorovich 问题和对偶问题的等价性
                                  • 2.2.1 循环单调性
                                    • 2.2.2 连续代价函数(KP) 与(DP) 的等价性
                                      • 2.2.3 下半连续代价函数(KP) 与(DP) 的等价性
                                    • 第三章 Brenier 理论
                                      • 3.1 Brenier 问题
                                        • 3.1.1 严格凸的代价函数
                                          • 3.1.2 欧氏距离平方代价函数
                                            • 3.1.3 最优性条件
                                              • 3.1.4 稳定性条件
                                              • 3.2 Brenier 极分解
                                                • 3.2.1 实矩阵的极分解
                                                  • 3.2.2 向量场的Hodge-Helmholtz 分解
                                                    • 3.2.3 Brenier 极分解
                                                • 第二部分 凸几何理论
                                                  • 第四章 Minkowski-Alexandrov 凸几何理论
                                                    • 4.1 Brunn-Minkowski 不等式
                                                      • 4.2 等周不等式
                                                        • 4.3 Alexandrov 映射引理
                                                          • 4.4 Minkowski 问题I
                                                            • 4.5 Minkowski 问题II
                                                              • 4.6 Alexandrov 定理
                                                              • 第五章 半离散最优传输的变分原理
                                                                • 5.1 变分法原则
                                                                  • 5.2 Legendre-Fenchel 对偶
                                                                    • 5.3 Alexandrov 定理证明的推广
                                                                      • 5.4 Pogorelov 定理的证明
                                                                    • 第三部分 球面最优传输
                                                                      • 第六章 球面power 图理论
                                                                        • 6.1 曲面微分几何基本概念
                                                                          • 6.2 球面微分几何
                                                                            • 6.3 球面power 图
                                                                            • 第七章 Minkowski I 问题
                                                                              • 7.1 球面的Legendre 对偶
                                                                                • 7.2 求解Minkowski I 问题
                                                                                • 第八章 反射镜曲面设计
                                                                                  • 8.1 反射镜设计问题
                                                                                    • 8.2 具有均匀反射性质的表面
                                                                                      • 8.3 广义解和广义Legendre 变换
                                                                                        • 8.4 存在性和唯一性定理
                                                                                          • 8.5 最优传输的观点
                                                                                            • 8.6 反射曲面设计的计算方法
                                                                                            • 第九章 折射透镜设计
                                                                                              • 9.1 折射透镜设计问题
                                                                                                • 9.2 具有均匀折射特性的区面
                                                                                                  • 9.3 广义解和广义Legendre 变换
                                                                                                    • 9.4 存在唯一性定理
                                                                                                      • 9.5 折射透镜设计的算法
                                                                                                    • 第四部分 流体力学方法
                                                                                                      • 第十章 流体动力学
                                                                                                        • 10.1 Euler 观点和Lagrange 观点
                                                                                                          • 10.2 时变速度场的流
                                                                                                            • 10.3 不可压缩流体的Euler 方程
                                                                                                              • 10.4 可压缩流体的连续性方程
                                                                                                                • 10.5 Arnold 几何化理论
                                                                                                                • 第十一章 依赖时间的最优传输理论
                                                                                                                  • 11.1 依赖时间的最优传输
                                                                                                                    • 11.2 McCann 插值
                                                                                                                      • 11.3 平移凸性
                                                                                                                        • 11.4 最优性方程
                                                                                                                        • 第十二章 Benamou-Brenier 理论
                                                                                                                          • 12.1 Benamou-Brenier 定理
                                                                                                                            • 12.2 Otto 的理论解释
                                                                                                                              • 12.3 最大熵原理
                                                                                                                                • 12.4 Benamou-Brenier 泛函和公式
                                                                                                                                  • 12.5 Benamou-Brenier 算法
                                                                                                                                    • 12.6 Angenent-Haker-Tannenbaum 算法
                                                                                                                                  • 第五部分 Monge-Ampère 方程
                                                                                                                                    • 第十三章 Monge-Ampère 方程
                                                                                                                                      • 13.1 Monge-Ampère 方程的退化性
                                                                                                                                        • 13.2 Alexandrov 解
                                                                                                                                          • 13.3 Dirichlet 问题
                                                                                                                                            • 13.4 Alexandrov 二分法和C1 正则性
                                                                                                                                            • 第十四章 Monge-Ampère 方程解的估计
                                                                                                                                              • 14.1 最大椭球引理
                                                                                                                                                • 14.2 归一化解的Alexandrov 估计
                                                                                                                                                  • 14.3 解的严格凸性
                                                                                                                                                    • 14.4 解的C1,α 估计
                                                                                                                                                      • 14.5 最优传输映射正则性
                                                                                                                                                      • 第十五章 最优传输映射的奇异集合理论
                                                                                                                                                        • 15.1 Fréchet 距离与自由空间
                                                                                                                                                          • 15.2 最优传输映射的奇异点
                                                                                                                                                            • 15.3 奇异点存在的曲率条件
                                                                                                                                                              • 15.4 power 中轴
                                                                                                                                                                • 15.5 次级多面体理论
                                                                                                                                                                  • 15.6 奇异点同伦
                                                                                                                                                                • 第六部分 计算方法
                                                                                                                                                                  • 第十六章 基于Delaunay 三角剖分的网格生成
                                                                                                                                                                    • 16.1 三角剖分
                                                                                                                                                                      • 16.2 增量凸包算法
                                                                                                                                                                        • 16.3 Delaunay 三角剖分和Voronoi 图
                                                                                                                                                                          • 16.4 Delaunay 细化算法
                                                                                                                                                                          • 第十七章 Monge-Ampère 方程的数值方法
                                                                                                                                                                            • 17.1 Monge-Ampère 方程的数值方法
                                                                                                                                                                              • 17.1.1 显式解法
                                                                                                                                                                                • 17.1.2 半隐式解法
                                                                                                                                                                                  • 17.1.3 线性化Monge-Ampère 算子
                                                                                                                                                                                  • 17.2 Oliker-Prussner 方法
                                                                                                                                                                                    • 17.2.1 离散化
                                                                                                                                                                                      • 17.2.2 分段线性凸函数的Legendre 变换
                                                                                                                                                                                        • 17.2.3 迭代算法
                                                                                                                                                                                      • 第十八章 半离散最优传输算法
                                                                                                                                                                                        • 18.1 半离散最优传输
                                                                                                                                                                                          • 18.1.1 胞腔测度的导数
                                                                                                                                                                                            • 18.1.2 泛函导数
                                                                                                                                                                                            • 18.2 Alexandrov 问题
                                                                                                                                                                                              • 18.3 最差传输映射
                                                                                                                                                                                            • 第七部分 人工智能方面的应用
                                                                                                                                                                                              • 第十九章 最优传输在人工智能上的应用
                                                                                                                                                                                                • 19.1 流形分布定则
                                                                                                                                                                                                  • 19.2 流形嵌入定理
                                                                                                                                                                                                    • 19.3 万有逼近定理
                                                                                                                                                                                                      • 19.4 生成模型
                                                                                                                                                                                                        • 19.5 模式坍塌和模式混淆
                                                                                                                                                                                                          • 19.6 几何生成模型
                                                                                                                                                                                                        • 参考文献
                                                                                                                                                                                                          • 名词索引
                                                                                                                                                                                                          图19.1
                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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                                                                                                                                                                                                          文档png
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