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近线性时间近似二次传输度量

数据结构与算法 2018-12-18 v2 最优化与控制

摘要

计算两个点云或更一般地两个离散分布之间的二次传输度量(也称为 22-Wasserstein 距离或均方根距离)是机器学习、统计学、计算机图形学和理论计算机科学中的一个基本问题。一系列工作最终在 2014 年由 Agarwal 和 Sharathkumar 提出了一个复杂的几何算法,其运行时间为 O~(n3/2)\tilde{O}(n^{3/2}),其中 nn 为点的数量。然而,由于已知 22-Wasserstein 距离具有较差的草图和嵌入性质,限制了几何方法的有效性,获得更快的算法一直很困难。在本文中,我们通过使用基于熵正则化、近似 Sinkhorn 缩放和高斯核矩阵低秩近似的完全不同的方法,给出了一个运行时间为 O~(n)\tilde{O}(n) 的极其简单的确定性算法。我们给出了算法对维数和近似精度的显式依赖关系。

关键词

引用

@article{arxiv.1810.10046,
  title  = {Approximating the Quadratic Transportation Metric in Near-Linear Time},
  author = {Jason Altschuler and Francis Bach and Alessandro Rudi and Jonathan Weed},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.10046},
  year   = {2018}
}

备注

unchanged from v1; this article now superseded by arXiv:1812.05189