We propose a novel amortized optimization method for predicting optimal transport (OT) plans across multiple pairs of measures by leveraging Kantorovich potentials derived from sliced OT. We introduce two amortization strategies: regression-based amortization (RA-OT) and objective-based amortization (OA-OT). In RA-OT, we formulate a functional regression model that treats Kantorovich potentials from the original OT problem as responses and those obtained from sliced OT as predictors, and estimate these models via least-squares methods. In OA-OT, we estimate the parameters of the functional model by optimizing the Kantorovich dual objective. In both approaches, the predicted OT plan is subsequently recovered from the estimated potentials. As amortized OT methods, both RA-OT and OA-OT enable efficient solutions to repeated OT problems across different measure pairs by reusing information learned from prior instances to rapidly approximate new solutions. Moreover, by exploiting the structure provided by sliced OT, the proposed models are more parsimonious, independent of specific structures of the measures, such as the number of atoms in the discrete case, while achieving high accuracy. We demonstrate the effectiveness of our approaches on tasks including MNIST digit transport, color transfer, supply-demand transportation on spherical data, and mini-batch OT conditional flow matching.


翻译:我们提出了一种新颖的分摊优化方法,通过利用从切片最优传输中导出的Kantorovich势能,预测多对测度间的最优传输计划。我们引入了两种分摊策略:基于回归的分摊(RA-OT)和基于目标的分摊(OA-OT)。在RA-OT中,我们构建了一个函数回归模型,将原始最优传输问题中的Kantorovich势能作为响应变量,将从切片最优传输中获得的势能作为预测变量,并采用最小二乘法估计这些模型。在OA-OT中,我们通过优化Kantorovich对偶目标函数来估计函数模型的参数。两种方法中,预测的最优传输计划均通过估计的势能恢复。作为分摊最优传输方法,RA-OT和OA-OT能够通过复用从先前实例中学习到的信息,快速近似求解不同测度对间的重复最优传输问题。此外,通过利用切片最优传输提供的结构,所提出的模型更加简洁,不依赖于测度的具体结构(例如离散情况下的原子数量),同时保持高精度。我们在MNIST数字传输、颜色迁移、球面数据的供需运输以及小批量最优传输条件流匹配等任务中验证了该方法的效果。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU博士论文】最优传输的统计推断
专知会员服务
28+阅读 · 2024年5月29日
【Google-Marco Cuturi】最优传输,339页ppt,Optimal Transport
专知会员服务
49+阅读 · 2021年10月26日
专知会员服务
47+阅读 · 2021年7月26日
机器学习中的最优化算法总结
人工智能前沿讲习班
22+阅读 · 2019年3月22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
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
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
0+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 5月20日
Arxiv
0+阅读 · 5月4日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
3+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
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
相关基金
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
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
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
0+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员