We study the power of uniform sampling for $k$-Median in various metric spaces. We relate the query complexity for approximating $k$-Median, to a key parameter of the dataset, called the balancedness $\beta \in (0, 1]$ (with $1$ being perfectly balanced). We show that any algorithm must make $\Omega(1 / \beta)$ queries to the point set in order to achieve $O(1)$-approximation for $k$-Median. This particularly implies existing constructions of coresets, a popular data reduction technique, cannot be query-efficient. On the other hand, we show a simple uniform sample of $\mathrm{poly}(k \epsilon^{-1} \beta^{-1})$ points suffices for $(1 + \epsilon)$-approximation for $k$-Median for various metric spaces, which nearly matches the lower bound. We conduct experiments to verify that in many real datasets, the balancedness parameter is usually well bounded, and that the uniform sampling performs consistently well even for the case with moderately large balancedness, which justifies that uniform sampling is indeed a viable approach for solving $k$-Median.


翻译:我们研究了均匀采样在各类度量空间中用于$k$-中位数问题的效力。我们将逼近$k$-中位数问题的查询复杂度与数据集的一个关键参数——平衡性$\beta \in (0, 1]$(其中$1$表示完全平衡)联系起来。我们证明,任何算法都需对点集进行$\Omega(1 / \beta)$次查询才能实现$k$-中位数问题的$O(1)$-近似。这一结论特别意味着现有的核心集构造(一种流行的数据缩减技术)无法实现查询高效。另一方面,我们证明在各类度量空间中,仅需对$\mathrm{poly}(k \epsilon^{-1} \beta^{-1})$个点进行简单均匀采样,即可实现$k$-中位数问题的$(1 + \epsilon)$-近似,这几乎匹配下界。我们通过实验验证,在许多真实数据集中,平衡性参数通常有良好界度,且即便在平衡性中等偏大的情况下,均匀采样仍能持续表现良好,这证明了均匀采样确实是解决$k$-中位数问题的可行方法。

1
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2022年7月29日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
66+阅读 · 2021年6月18日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
2+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
5+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
4+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
17+阅读 · 6月2日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
相关论文
Arxiv
19+阅读 · 2022年7月29日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Arxiv
66+阅读 · 2021年6月18日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员