We study information-theoretic phase transitions for the detectability of latent geometry in bipartite random geometric graphs RGGs with Gaussian d-dimensional latent vectors while only a subset of edges carries latent information determined by a random mask with i.i.d. Bern(q) entries. For any fixed edge density p in (0,1) we determine essentially tight thresholds for this problem as a function of d and q. Our results show that the detection problem is substantially easier if the mask is known upfront compared to the case where the mask is hidden. Our analysis is built upon a novel Fourier-analytic framework for bounding signed subgraph counts in Gaussian random geometric graphs that exploits cancellations which arise after approximating characteristic functions by an appropriate power series. The resulting bounds are applicable to much larger subgraphs than considered in previous work which enables tight information-theoretic bounds, while the bounds considered in previous works only lead to lower bounds from the lens of low-degree polynomials. As a consequence we identify the optimal information-theoretic thresholds and rule out computational-statistical gaps. Our bounds further improve upon the bounds on Fourier coefficients of random geometric graphs recently given by Bangachev and Bresler [STOC'24] in the dense, bipartite case. The techniques also extend to sparser and non-bipartite settings, at least if the considered subgraphs are sufficiently small. We furhter believe that they might help resolve open questions for related detection problems.


翻译:我们研究二部随机几何图(RGG)中潜几何可检测性的信息论相变,其中高斯d维潜向量作为节点嵌入,但仅部分边携带潜信息,该信息由独立同分布伯努利(q)随机掩码决定。对于任意固定边密度p∈(0,1),我们确定了该问题关于d和q的本质紧阈值。结果表明,与掩码未知情形相比,当掩码先验已知时检测问题显著简化。我们的分析建立在一个新颖的傅里叶分析框架之上,该框架通过近似特征函数的适当幂级数引发的相消来约束高斯随机几何图中的带符号子图计数。所得约束适用于比以往工作更大的子图,从而获得紧的信息论阈值,而此前工作仅通过低次多项式视角得到下界。由此我们识别出最优信息论阈值并排除了计算-统计差距。我们的约束进一步改进了Bangachev与Bresler[STOC'24]近期在稠密二部情形下给出的随机几何图傅里叶系数界。该技术还可推广至稀疏及非二部设置(至少对所考虑子图充分小的情况)。我们相信这些方法可能有助于解决相关检测问题的公开难题。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
119+阅读 · 2021年3月23日
【AAAI2021】图卷积网络中的低频和高频信息作用
专知会员服务
59+阅读 · 2021年1月6日
论文浅尝 | 知识图谱三元组置信度的度量
开放知识图谱
24+阅读 · 2019年5月16日
从信息论的角度来理解损失函数
深度学习每日摘要
17+阅读 · 2019年4月7日
从香农熵到手推KL散度:一文带你纵览机器学习中的信息论
算法与数学之美
10+阅读 · 2018年1月14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
3+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
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
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
0+阅读 · 4月7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
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
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
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
专知会员服务
119+阅读 · 2021年3月23日
【AAAI2021】图卷积网络中的低频和高频信息作用
专知会员服务
59+阅读 · 2021年1月6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
3+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
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
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