We study extensions of the classic \emph{Line Cover} problem, which asks whether a set of $n$ points in the plane can be covered using $k$ lines. Line Cover is known to be NP-hard, and we focus on two natural generalizations. The first is \textbf{Line Clustering}, where the goal is to find $k$ lines minimizing the sum of squared distances from the input points to their nearest line. The second is \textbf{Hyperplane Cover}, which asks whether $n$ points in $\mathbb{R}^d$ can be covered by $k$ hyperplanes. We also study the more general \textbf{Projective Clustering} problem, which unifies both settings and has applications in machine learning, data analysis, and computational geometry. In this problem, one seeks $k$ affine subspaces of dimension $r$ that minimize the sum of squared distances from the given points in $\mathbb{R}^d$ to the nearest subspace. Our results reveal notable differences in the parameterized complexity of these problems. While Line Cover is fixed-parameter tractable when parameterized by $k$, we show that Line Clustering is W[1]-hard with respect to $k$ and does not admit an algorithm with running time $n^{o(k)}$ unless the Exponential Time Hypothesis fails. Hyperplane Cover has been known to be NP-hard since the 1980s, following work of Megiddo and Tamir, even for $d=2$, we show that it remains NP-hard even when $k=2$. Finally, we present an algorithm for Projective Clustering running in $n^{O(dk(r+1))}$ time. This bound matches our lower bound for Line Clustering and generalizes the classic algorithm for $k$-Means Clustering ($r=0$) by Inaba, Katoh, and Imai [SoCG 1994].


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
Link prediction | 三篇SEAL相关工作小结
AINLP
48+阅读 · 2020年11月17日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18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
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9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
6+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月23日
Arxiv
0+阅读 · 3月23日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
12+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5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
6+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员