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标记与嵌入:论距离的分布式表示

数据结构与算法 2023-09-21 v2 计算几何

摘要

我们研究对于哪些度量空间,距离标记与 \ell_\infty 嵌入的性能不同,以及这种差异可能有多大。回顾一下,距离标记是度量空间 (X,d)(X,d) 中距离的分布式表示,其中每个点 xXx\in X 被分配一个简洁标签,从而仅给定任意两点 x,yXx,y \in X 的标签即可近似它们之间的距离。一个高度结构化的特例是嵌入到 \ell_\infty 中,其中每个点 xXx\in X 被分配一个向量 f(x)f(x),使得 f(x)f(y)\|f(x)-f(y)\|_\infty 近似于 d(x,y)d(x,y)。距离标记或 \ell_\infty 嵌入的性能通过其失真和标签大小/维度来衡量。我们还研究了这两种度量的优先版本上的类似问题。这里给定点集 XX 的优先顺序 π=(x1,,xn)\pi=(x_1,\dots,x_n),且更高优先级的点的标签应更短。形式上,距离标记具有优先标签大小 α()\alpha(\cdot) 如果每个 xjx_j 的标签大小至多为 α(j)\alpha(j)。类似地,嵌入 f:Xf: X \to \ell_\infty 具有优先维度 α()\alpha(\cdot) 如果 f(xj)f(x_j) 仅在前 α(j)\alpha(j) 个坐标中非零。此外,我们将这些优先度量与其经典(最坏情况)版本进行比较。我们在几种情形下回答了这些问题,揭示了惊人多样的行为范围。首先,在某些情况下标记和嵌入具有非常相似的最坏情况性能,但在其他情况下存在巨大差异。然而在优先设定中,我们经常发现标记和嵌入性能之间的严格分离。最后,当比较经典和优先设定时,我们发现标签大小的最坏情况界经常“转化”为优先界,但也发现了这一规则的一个令人惊讶的例外。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.06857,
  title  = {Labelings vs. Embeddings: On Distributed Representations of Distances},
  author = {Arnold Filtser and Lee-Ad Gottlieb and Robert Krauthgamer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.06857},
  year   = {2023}
}