Correlation Clustering is a classic clustering objective arising in numerous machine learning and data mining applications. Given a graph $G=(V,E)$, the goal is to partition the vertex set into clusters so as to minimize the number of edges between clusters plus the number of edges missing within clusters. The problem is APX-hard and the best known polynomial time approximation factor is 1.73 by Cohen-Addad, Lee, Li, and Newman [FOCS'23]. They use an LP with $|V|^{1/\epsilon^{\Theta(1)}}$ variables for some small $\epsilon$. However, due to the practical relevance of correlation clustering, there has also been great interest in getting more efficient sequential and parallel algorithms. The classic combinatorial \emph{pivot} algorithm of Ailon, Charikar and Newman [JACM'08] provides a 3-approximation in linear time. Like most other algorithms discussed here, this uses randomization. Recently, Behnezhad, Charikar, Ma and Tan [FOCS'22] presented a $3+\epsilon$-approximate solution for solving problem in a constant number of rounds in the Massively Parallel Computation (MPC) setting. Very recently, Cao, Huang, Su [SODA'24] provided a 2.4-approximation in a polylogarithmic number of rounds in the MPC model and in $\tilde{O} (|E|^{1.5})$ time in the classic sequential setting. They asked whether it is possible to get a better than 3-approximation in near-linear time? We resolve this problem with an efficient combinatorial algorithm providing a drastically better approximation factor. It achieves a $\sim 2-2/13 < 1.847$-approximation in sub-linear ($\tilde O(|V|)$) sequential time or in sub-linear ($\tilde O(|V|)$) space in the streaming setting. In the MPC model, we give an algorithm using only a constant number of rounds that achieves a $\sim 2-1/8 < 1.876$-approximation.


翻译:相关聚类是机器学习和数据挖掘众多应用中一个经典的聚类目标。给定图$G=(V,E)$,其目标是将顶点集划分为若干簇,以最小化簇间边的数量加上簇内缺失边的数量。该问题是APX难的,目前已知的最佳多项式时间近似因子为1.73,由Cohen-Addad、Lee、Li和Newman在[FOCS'23]中提出。他们使用了具有$|V|^{1/\epsilon^{\Theta(1)}}$个变量的线性规划,其中$\epsilon$为小常数。然而,由于相关聚类的实际重要性,人们对于获得更高效的顺序和并行算法也抱有极大兴趣。Ailon、Charikar和Newman在[JACM'08]中提出的经典组合式\emph{pivot}算法能在线性时间内提供3-近似解。与本文讨论的大多数其他算法类似,该算法使用了随机化。最近,Behnezhad、Charikar、Ma和Tan在[FOCS'22]中提出了一种$3+\epsilon$近似解,可在Massively Parallel Computation(MPC)模型中以常数轮数求解该问题。最近,Cao、Huang和Su在[SODA'24]中提出了一种2.4-近似算法,在MPC模型中仅需多对数轮数,在经典顺序设置中仅需$\tilde{O} (|E|^{1.5})$时间。他们提出疑问:是否可能在近线性时间内获得优于3的近似比?我们通过一种高效的组合算法解决了该问题,该算法提供了显著更优的近似因子。它在亚线性($\tilde O(|V|)$)顺序时间内,或在流式计算模型的亚线性($\tilde O(|V|)$)空间内,实现了$\sim 2-2/13 < 1.847$的近似比。在MPC模型中,我们提出了一种仅需常数轮数的算法,实现了$\sim 2-1/8 < 1.876$的近似比。

0
下载
关闭预览

相关内容

Graph Transformer近期进展
专知会员服务
65+阅读 · 2023年1月5日
【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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17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
13+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
47+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
3+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
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
Hierarchical Graph Capsule Network
Arxiv
20+阅读 · 2020年12月16日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Heterogeneous Graph Transformer
Arxiv
27+阅读 · 2020年3月3日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
最新内容
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:13
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月21日
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
7+阅读 · 4月21日
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
10+阅读 · 4月20日
相关VIP内容
Graph Transformer近期进展
专知会员服务
65+阅读 · 2023年1月5日
【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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17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
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Hierarchical Graph Capsule Network
Arxiv
20+阅读 · 2020年12月16日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Heterogeneous Graph Transformer
Arxiv
27+阅读 · 2020年3月3日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
11+阅读 · 2018年5月21日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
相关基金
国家自然科学基金
13+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
47+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
3+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
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