We present a new multi-layer peeling technique to cluster points in a metric space. A well-known non-parametric objective is to embed the metric space into a simpler structured metric space such as a line (i.e., Linear Arrangement) or a binary tree (i.e., Hierarchical Clustering). Points which are close in the metric space should be mapped to close points/leaves in the line/tree; similarly, points which are far in the metric space should be far in the line or on the tree. In particular we consider the Maximum Linear Arrangement problem \cite{Approximation_algorithms_for_maximum_linear_arrangement} and the Maximum Hierarchical Clustering problem \cite{Hierarchical_Clustering:_Objective_Functions_and_Algorithms} applied to metrics. We design approximation schemes ($1 - \epsilon$ approximation for any constant $\epsilon > 0$) for these objectives. In particular this shows that by considering metrics one may significantly improve former approximations ($0.5$ for Max Linear Arrangement and $0.74$ for Max Hierarchical Clustering). Our main technique, which is called multi-layer peeling, consists of recursively peeling off points which are far from the "core" of the metric space. The recursion ends once the core becomes a sufficiently densely weighted metric space (i.e. the average distance is at least a constant times the diameter) or once it becomes negligible with respect to its inner contribution to the objective. Interestingly, the algorithm in the Linear Arrangement case is much more involved than that in the Hierarchical Clustering case, and uses a significantly more delicate peeling.


翻译:我们提出了一种新的多层级剥离技术,用于对度量空间中的点进行聚类。一个经典的非参数化目标是将度量空间嵌入到更简单的结构化度量空间,例如直线(即线性排列)或二叉树(即层次聚类)。度量空间中相近的点应映射到直线/树上的相近点/叶节点;类似地,度量空间中相距较远的点应映射到直线或树上的较远位置。我们特别考虑了应用于度量的最大线性排列问题\cite{Approximation_algorithms_for_maximum_linear_arrangement}和最大层次聚类问题\cite{Hierarchical_Clustering:_Objective_Functions_and_Algorithms}。我们为这些目标设计了近似方案(对任意常数$\epsilon > 0$实现$1 - \epsilon$近似)。这特别表明,通过考虑度量结构,可以显著改进先前的近似结果(最大线性排列为0.5,最大层次聚类为0.74)。我们的主要技术称为多层级剥离,其核心是递归地剥离远离度量空间“核心”的点。递归过程在以下两种情况下终止:核心变为一个足够密集加权的度量空间(即平均距离至少为直径的常数倍),或者核心对其内部目标贡献变得可忽略不计。有趣的是,线性排列情况下的算法比层次聚类情况下的算法更为复杂,并使用了显著更精细的剥离策略。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
78+阅读 · 2021年3月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Hierarchical Graph Capsule Network
Arxiv
20+阅读 · 2020年12月16日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
最新内容
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
2+阅读 · 今天11:43
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
7+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
7+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
9+阅读 · 6月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员