Motivated by the problem of matching two correlated random geometric graphs, we study the problem of matching two Gaussian geometric models correlated through a latent node permutation. Specifically, given an unknown permutation $\pi^*$ on $\{1,\ldots,n\}$ and given $n$ i.i.d. pairs of correlated Gaussian vectors $\{X_{\pi^*(i)},Y_i\}$ in $\mathbb{R}^d$ with noise parameter $\sigma$, we consider two types of (correlated) weighted complete graphs with edge weights given by $A_{i,j}=\langle X_i,X_j \rangle$, $B_{i,j}=\langle Y_i,Y_j \rangle$. The goal is to recover the hidden vertex correspondence $\pi^*$ based on the observed matrices $A$ and $B$. For the low-dimensional regime where $d=O(\log n)$, Wang, Wu, Xu, and Yolou [WWXY22+] established the information thresholds for exact and almost exact recovery in matching correlated Gaussian geometric models. They also conducted numerical experiments for the classical Umeyama algorithm. In our work, we prove that this algorithm achieves exact recovery of $\pi^*$ when the noise parameter $\sigma=o(d^{-3}n^{-2/d})$, and almost exact recovery when $\sigma=o(d^{-3}n^{-1/d})$. Our results approach the information thresholds up to a $\operatorname{poly}(d)$ factor in the low-dimensional regime.


翻译:受匹配两个相关随机几何图问题的启发,我们研究了通过潜在节点排列相关的高斯几何模型的匹配问题。具体而言,给定$\{1,\ldots,n\}$上的未知排列$\pi^*$,以及$\mathbb{R}^d$中$n$个独立同分布的相关高斯向量对$\{X_{\pi^*(i)},Y_i\}$(含噪声参数$\sigma$),我们考虑两类(相关)加权完全图,其边权重分别为$A_{i,j}=\langle X_i,X_j \rangle$和$B_{i,j}=\langle Y_i,Y_j \rangle$。目标是基于观测矩阵$A$和$B$恢复隐藏的顶点对应关系$\pi^*$。对于$d=O(\log n)$的低维体制,Wang、Wu、Xu和Yolou [WWXY22+] 建立了匹配相关高斯几何模型中精确恢复和几乎精确恢复的信息阈值。他们还对经典Umeyama算法进行了数值实验。在我们的工作中,我们证明当噪声参数$\sigma=o(d^{-3}n^{-2/d})$时,该算法能够实现$\pi^*$的精确恢复;当$\sigma=o(d^{-3}n^{-1/d})$时,实现几乎精确恢复。我们的结果在低维体制下逼近信息阈值,仅相差一个$\operatorname{poly}(d)$因子。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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 · 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
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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Recent advances in deep learning theory
Arxiv
52+阅读 · 2020年12月20日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
106+阅读 · 2019年12月19日
Arxiv
17+阅读 · 2018年4月2日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
0+阅读 · 14分钟前
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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 · 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
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
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