Motivated by the problem of compressing point sets into as few bits as possible while maintaining information about approximate distances between points, we construct random nonlinear maps $\varphi_\ell$ that compress point sets in the following way. For a point set $S$, the map $\varphi_\ell:\mathbb{R}^d \to N^{-1/2}\{-1,1\}^N$ has the property that storing $\varphi_\ell(S)$ (a \emph{sketch} of $S$) allows one to report pairwise squared distances between points in $S$ up to some multiplicative $(1\pm \epsilon)$ error with high probability as long as the minimum distance is not too small compared to $\epsilon$. The maps $\varphi_\ell$ are the $\ell$-fold composition of a certain type of random feature mapping. Moreover, we determine how large $N$ needs to be as a function of $\epsilon$ and other parameters of the point set. Compared to existing techniques, our maps offer several advantages. The standard method for compressing point sets by random mappings relies on the Johnson-Lindenstrauss lemma which implies that if a set of $n$ points is mapped by a Gaussian random matrix to $\mathbb{R}^k$ with $k =\Theta(\epsilon^{-2}\log n)$, then pairwise distances between points are preserved up to a multiplicative $(1\pm \epsilon)$ error with high probability. The main advantage of our maps $\varphi_\ell$ over random linear maps is that ours map point sets directly into the discrete cube $N^{-1/2}\{-1,1\}^N$ and so there is no additional step needed to convert the sketch to bits. For some range of parameters, our maps $\varphi_\ell$ produce sketches which require fewer bits of storage space.


翻译:受将点集压缩到尽可能少的比特同时保留点间近似距离信息的动机驱动,我们构建了随机非线性映射 $\varphi_\ell$,其压缩点集的方式如下:对于点集 $S$,映射 $\varphi_\ell:\mathbb{R}^d \to N^{-1/2}\{-1,1\}^N$ 具有如下性质——存储 $\varphi_\ell(S)$(即 $S$ 的\emph{草图})可在最小距离相对于 $\epsilon$ 不太小的前提下,以高概率允许报告 $S$ 中点对间的平方距离,且误差不超过乘法因子 $(1\pm \epsilon)$。映射 $\varphi_\ell$ 是某类随机特征映射的 $\ell$ 重复合函数。此外,我们确定了 $N$ 作为 $\epsilon$ 及点集其他参数的函数所需选取的规模。与现有技术相比,我们的映射具有若干优势。通过随机映射压缩点集的标准方法依赖于约翰逊-林登斯特劳斯引理:若将 $n$ 个点通过高斯随机矩阵映射至 $\mathbb{R}^k$(其中 $k =\Theta(\epsilon^{-2}\log n)$),则点对间距离能以高概率保持乘法因子 $(1\pm \epsilon)$ 的误差。我们的映射 $\varphi_\ell$ 相对于随机线性映射的主要优势在于,其直接将点集映射至离散立方体 $N^{-1/2}\{-1,1\}^N$ 中,因此无需额外步骤将草图转换为比特。在某些参数范围内,我们的映射 $\varphi_\ell$ 生成的草图所需存储空间比特数更少。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18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
【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
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
3+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
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月10日
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月8日
VIP会员
最新内容
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
9+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
7+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
9+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
14+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
10+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
14+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
17+阅读 · 9月22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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
3+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
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员