We introduce a novel approach to compositional data analysis based on $L^{\infty}$-normalization, addressing challenges posed by zero-rich high-throughput data. Traditional methods like Aitchison's transformations require excluding zeros, conflicting with the reality that omics datasets contain structural zeros that cannot be removed without violating inherent biological structures. Such datasets exist exclusively on the boundary of compositional space, making interior-focused approaches fundamentally misaligned. We present a family of $L^p$-normalizations, focusing on $L^{\infty}$-normalization due to its advantageous properties. This approach identifies compositional space with the $L^{\infty}$-simplex, represented as a union of top-dimensional faces called $L^{\infty}$-cells. Each cell consists of samples where one component's absolute abundance equals or exceeds all others, with a coordinate system identifying it with a d-dimensional unit cube. When applied to vaginal microbiome data, $L^{\infty}$-decomposition aligns with established Community State Types while offering advantages: each $L^{\infty}$-CST is named after its dominating component, has clear biological meaning, remains stable under sample changes, resolves cluster-based issues, and provides a coordinate system for exploring internal structure. We extend homogeneous coordinates through cube embedding, mapping data into a d-dimensional unit cube. These embeddings can be integrated via Cartesian product, providing unified representations from multiple perspectives. While demonstrated through microbiome studies, these methods apply to any compositional data.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员