Density modes provide a localized and interpretable summary of multimodal distributions, but their estimation under rigorous differential privacy constraints remains largely unexplored. We study differentially private recovery of density modes for multivariate distributions under local smoothness, curvature, and separation conditions. We propose DP-GRAMS, a mean-shift inspired method that performs noisy ascent on a differentially private score estimator. Assuming the density belongs locally to a Hölder class with smoothness parameter $β> 2$, our score estimator uses bias-reducing higher-order kernels, and then enforces privacy in the gradient ascent steps via gradient clipping and calibrated Gaussian noise. A private initialization scheme combines a density-aware utility with a suppression rule and, with $k\asymp M\log n$ draws over a public $h_{\mathrm{DAP}}$-grid and suppression radius $ρ_{\mathrm{init}}\asymp (\log n)^{-1/d}$, achieves high-probability coverage of the modal basins by successively suppressing selected local neighborhoods in competitive regions, while correlated noise across multiple starts enables joint release under a single $(\varepsilon,δ)$-differential privacy guarantee. We prove that all population modes are recovered with high probability and establish asymptotic error rates of the form $O\!\left((\tfrac{\log n}{n})^{\frac{2(β-1)}{d+2β}}\right) + O\!\left((\tfrac{\mathrm{polylog}(n,δ)}{n^2\varepsilon^2})^{\frac{β-1}{d+β}}\right)$. We also provide minimax lower bounds for private mode estimation, and show that our estimators are nearly optimal, up to a logarithmic factor in the MSE. We present two natural extensions: DP-PMS, a private modal-regression method, and DP-GRAMS-C, a clustering pipeline. Extensive experiments on synthetic and real data demonstrate favorable privacy-utility trade-offs relative to common baselines.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
7+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
3+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
VIP会员
最新内容
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
6+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
7+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
5+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
10+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
14+阅读 · 10月15日
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
11+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+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
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员