We introduce the Boltzmann-Shannon Index (BSI), a normalized measure for clustered continuous data that captures the interaction between frequency-based and geometry-based probability distributions. Building on ideas from geometric coarse-graining and information theory, the BSI quantifies how well a partition reflects both the population of each cluster and its effective geometric extent. We illustrate its behavior on synthetic Gaussian mixtures, the Iris benchmark, and a high-imbalance resource-allocation scenario, showing that the index provides a coherent assessment even when traditional metrics give incomplete or misleading signals. Moreover, in resource-allocation settings, we demonstrate that BSI not only detects severe density-geometry inconsistency with high sensitivity, but also offers a smooth, optimization-ready objective that naturally favors allocations balancing demographic weight with each group's effective spread in the outcome space, while providing a smooth, gradient-friendly regularizer that can be easily embedded in modern policy-making and algorithmic governance optimization frameworks.


翻译:本文提出玻尔兹曼-香农指数(BSI),一种针对聚类连续数据的归一化度量指标,用于捕捉基于频率的概率分布与基于几何结构的概率分布之间的相互作用。该指数基于几何粗粒化与信息论思想构建,能够量化一个划分在反映各聚类样本数量及其有效几何范围方面的表现。我们通过在合成高斯混合模型、Iris基准数据集以及高不平衡资源分配场景中的实验,展示了该指数的特性:即使传统度量指标给出不完整或误导性信号时,BSI仍能提供一致的评估结果。此外,在资源分配场景中,我们证明BSI不仅能够以高灵敏度检测严重的密度-几何不一致性,同时提供了一个平滑、易于优化的目标函数,该函数天然倾向于平衡人口统计权重与各群体在结果空间中有效分布的分配方案,并可作为平滑、梯度友好的正则化项,易于嵌入现代政策制定与算法治理优化框架中。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
24+阅读 · 2023年5月10日
UTC: 用于视觉对话的任务间对比学习的统一Transformer
专知会员服务
14+阅读 · 2022年5月4日
专知会员服务
12+阅读 · 2021年7月13日
专知会员服务
12+阅读 · 2021年6月20日
MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
【WWW2021】场矩阵分解机推荐系统
专知会员服务
33+阅读 · 2021年2月27日
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【CVPR 2020 Oral】小样本类增量学习
专知
20+阅读 · 2020年6月26日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
31+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
LibRec 每周算法:DeepFM
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2017年11月6日
Spark机器学习:矩阵及推荐算法
LibRec智能推荐
16+阅读 · 2017年8月3日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
6+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
499+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
83+阅读 · 2023年3月26日
Arxiv
181+阅读 · 2023年3月24日
Arxiv
27+阅读 · 2023年3月17日
VIP会员
相关资讯
AAAI 2022 | ProtGNN:自解释图神经网络
专知
10+阅读 · 2022年2月28日
【CVPR 2020 Oral】小样本类增量学习
专知
20+阅读 · 2020年6月26日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
31+阅读 · 2018年7月12日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
LibRec 每周算法:DeepFM
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2017年11月6日
Spark机器学习:矩阵及推荐算法
LibRec智能推荐
16+阅读 · 2017年8月3日
MNIST入门:贝叶斯方法
Python程序员
23+阅读 · 2017年7月3日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+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
6+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员