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大数据中最小体积覆盖椭球问题的高效数据驱动杠杆得分采样算法

最优化与控制 2024-11-07 v1 统计计算

摘要

最小体积覆盖椭球(MVCE)问题,其特征为dd维空间中的nn个观测值(其中ndn \gg d),在大数据场景下计算成本可能非常高昂。我们应用随机数值线性代数的方法,开发了一种数据驱动的杠杆得分采样算法来求解MVCE,并建立了理论误差界和收敛性保证。假设杠杆得分遵循幂律衰减,我们证明了计算MVCE近似解的计算复杂度从O(nd2)\mathcal{O}(nd^2)降低到O(nd+poly(d))\mathcal{O}(nd + \text{poly}(d)),这在处理大数据问题时是一个显著的改进。数值实验证明了我们新算法的有效性,表明它大幅减少了计算时间,并得到了接近最优的解。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.03617,
  title  = {Efficient Data-Driven Leverage Score Sampling Algorithm for the Minimum Volume Covering Ellipsoid Problem in Big Data},
  author = {Elizabeth Harris and Ali Eshragh and Bishnu Lamichhane and Jordan Shaw-Carmody and Elizabeth Stojanovski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.03617},
  year   = {2024}
}

备注

20 pages, 3 figures