Analysis and processing of data is a vital part of our modern society and requires vast amounts of computational resources. To reduce the computational burden, compressing and approximating data has become a central topic. We consider the approximation of labeled data samples, mathematically described as site-to-value maps between finite metric spaces. Within this setting, we identify the discrete modulus of continuity as an effective data-intrinsic quantity to measure regularity of site-to-value maps without imposing further structural assumptions. We investigate the consistency of the discrete modulus of continuity in the infinite data limit and propose an algorithm for its efficient computation. Building on these results, we present a sample based approximation theory for labeled data. For data subject to statistical uncertainty we consider multilevel approximation spaces and a variant of the multilevel Monte Carlo method to compute statistical quantities of interest. Our considerations connect approximation theory for labeled data in metric spaces to the covering problem for (random) balls on the one hand and the efficient evaluation of the discrete modulus of continuity to combinatorial optimization on the other hand. We provide extensive numerical studies to illustrate the feasibility of the approach and to validate our theoretical results.


翻译:数据分析和处理是现代社会的关键组成部分,需要大量的计算资源。为减轻计算负担,数据压缩与逼近已成为核心课题。我们考虑带标签数据样本的逼近问题,其数学描述为有限度量空间之间的位置-值映射。在此框架下,我们提出离散连续模作为一种有效的数据固有量,可在不施加额外结构假设的情况下度量位置-值映射的规律性。我们研究了离散连续模在无限数据极限下的相容性,并提出其高效计算算法。基于这些结果,我们建立了带标签数据的基于样本的逼近理论。对于存在统计不确定性的数据,我们采用多级逼近空间及多级蒙特卡洛方法的变体来计算感兴趣的统计量。我们的研究一方面将度量空间中带标签数据的逼近理论与(随机)球覆盖问题相联系,另一方面将离散连续模的高效计算与组合优化问题相关联。我们通过大量数值研究验证了该方法的可行性并支撑了理论结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
13+阅读 · 2019年12月27日
基于深度学习的数据融合方法研究综述
专知
37+阅读 · 2020年12月10日
用深度学习揭示数据的因果关系
专知
28+阅读 · 2019年5月18日
【大数据】海量数据分析能力形成和大数据关键技术
产业智能官
17+阅读 · 2018年10月29日
各种相似性度量及Python实现
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2017年7月6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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
2+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
国家自然科学基金
2+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
Arxiv
0+阅读 · 4月27日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
【康奈尔大学】度量数据粒度,Measuring Dataset Granularity
专知会员服务
13+阅读 · 2019年12月27日
相关基金
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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
2+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
国家自然科学基金
2+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