Clan Embeddings into Trees, and Low Treewidth Graphs
在低失真度量嵌入中,目标是将主机“硬”度量空间嵌入到“简单”目标空间中,同时近似保持成对距离。一个非常理想的目标空间是树度量的目标空间。不幸的是,这样的嵌入将导致巨大的失真。一个著名的旁路这个问题是随机嵌入对数预期失真。另一种绕过方法是Ramsey类型的嵌入,其中失真保证仅适用于点的子集。然而,这两种解决方案都未能提供嵌入到单个树中,并在所有对上保证最坏情况下的失真。在本文中,我们提出了一种新的第三旁路称为\emph{clan embedding}。这里,每个点$x$被映射到点$f(x)$的子集,称为\emph{clan},具有特殊的\emph{chief}点$χ(x)\in f(x)$。如果对于每一对$(x,y)$,$y$族中的某个拷贝$y'\in f(y)$接近$x$族的主族:$\min_{y'\in f(y)}d(y',χ(x))\le t\cdot d(x,y)$,则族嵌入具有乘性失真$t$。我们的第一个结果是一个家族嵌入到一棵树与乘法失真$O(\frac{\log n}ε)$,使每个点有$1+ε$副本(在预期)。此外,我们提供了一个“跨越”的版本,这个定理的图形,并使用它来设计第一个紧凑的路由方案与恒定大小的路由表。然后,我们专注于小的自由图的直径prameterized $D$,这是已知的随机嵌入到有界树宽图与预期的附加失真$εD$。我们设计了随机嵌入的Ramsey型嵌…
2021-04-15 cs.CG cs.DS
Parameterized Low-distortion Embeddings - Graph metrics into lines and trees
从参数化复杂性的角度,我们重新讨论了度量空间嵌入到线上的低失真问题,更一般地,嵌入到树的最短路径度量中.令$M=M(G)$为边加权图$G=(V,E)$在$n$顶点上的最短路径度量.我们描述的问题,找到一个低失真的非收缩嵌入$M$到行和树度量的算法。我们给出了一个$O(nd^4(2d+1)^{2d})$时间算法,对于一个未加权的图度量$M$和整数$d$要么构造一个嵌入$M$到线失真最多$d$,或得出结论,没有这样的嵌入存在。我们发现结果令人惊讶,因为所考虑的问题与臭名昭著的硬带宽最小化问题非常相似,后者不接受任何FPT算法,除非参数化复杂性类发生不太可能的崩溃。我们表明,我们的算法也可以应用于构建小失真嵌入的加权图度量。我们的算法的运行时间是$O(n(dW)^4(2d+1)^{2dW})$,其中$W$是输入图的最大边权重。我们还表明,决定是否加权图度量$M(G)$与最大重量$W < |V(G)|$可以嵌入到线失真最$d$是NP-完全的每一个固定的理性$d \geq 2$。这排除了具有运行时间$O((nW)^{h(d)})$的算法的任何可能性,其中$h$是$d$单独的函数。我们推广的结果嵌入线证明,对于任何树$T$的最大程度$Δ$,嵌入$M$到最短路径度量的$T$是FPT,参数化$(Δ,d)$。
2008-04-18 cs.CC cs.DS
Near Neighbor Search via Efficient Average Distortion Embeddings
Andoni、Naor、Nikolov、Razenshteyn和Waingarten最近发表的一系列论文(STOC 2018,FOCS 2018)为广泛的距离度量(包括所有范数)给出了近似近邻搜索(NNS)数据结构。特别地,这些数据结构实现了对于$\ell_p^d$范数的$p$阶的近似,其中空间复杂度在数据集大小$n$中接近线性,在维度$d$中接近多项式,并且查询时间在$n$中是次线性的,在$d$中是多项式的。其主要缺点是构造它们所需的$d$预处理时间是指数级的。在本文中,我们描述了一个更直接的框架,构造NNS数据结构的一般规范。更具体地说,我们表明,通过一个算法的减少,一个有效的NNS数据结构为一个给定的度量是隐含的一个有效的平均失真嵌入到$\ell_1$或到欧几里得空间。特别地,所得到的数据结构仅需要多项式预处理时间,只要嵌入可以在多项式时间内计算即可。作为该框架的一个具体实例,我们给出了一个NNS数据结构,用于$\ell_p$,并进行了有效的预处理,该数据结构与Andoni等人的上述数据结构的近似因子、空间和查询复杂度相匹配。(Analysis and Geometry in Metric Spaces,2014),并为$p \ge 2$提供了$\ell_p$的显式、有效可计算嵌入,转换成具有$p$量级的(二次)平均失真的$\ell_2$。我们希望我们的方法为所有规范构建高效…
2021-05-10 cs.CG cs.DS math.MG
Computing Bi-Lipschitz Outlier Embeddings into the Line
计算一个图形度量的双Lipschitz嵌入到最小失真的直线中的问题已经受到了很多关注。最著名的近似算法计算具有失真$O(c^2)$的嵌入,其中$c$表示最佳失真[Bethodoiu \etal ~2005]。我们提出了一个双准则近似算法,将上述结果扩展到\emph{outliers}的设置。具体地说,我们说,一个度量空间$(X,ρ)$承认一个$(k,c)$ -嵌入,如果存在$K\subset X$,与$|K|=k$,使得$(X\setminus K, ρ)$承认一个嵌入到线与失真最多$c$。给定$k\geq 0$和一个允许$(k,c)$嵌入的度量空间,对于某些$c\geq 1$,我们的算法在多项式时间内计算出一个$({\mathsf p}{\mathsf o}{\mathsf l}{\mathsf y}(k, c, \log n), {\mathsf p}{\mathsf o}{\mathsf l}{\mathsf y}(c))$嵌入。这是第一个孤立双Lipschitz嵌入算法的结果。在我们的工作之前,可比的离群值嵌入只在加性失真的情况下才知道。
2020-02-24 cs.DS
Lossless Prioritized Embeddings
给定度量空间$(X,d)$和$(Y,ρ)$以及$(X,d)$的排序$x_1,x_2,\ldots,x_n$,如果对于$X$中不同点的任何对$x_j,x'$,由$f$为该对提供的失真至多为$α(j)$,则嵌入$f: X \rightarrow Y$被称为具有优先失真$α(\cdot)$。如果$Y$是一个赋范空间,如果$f(x_j)$仅在其第一个$β(j)$坐标中具有非零条目,则嵌入被称为具有优先级维度$β(\cdot)$。优先级嵌入的概念是由\cite{EFN15}提出的,其中开发了用于构建此类嵌入的通用方法。虽然这种方法使\cite{EFN15}能够提出许多优先级的嵌入,但它通常会导致失真的一些损失。这种损失对于等距嵌入是有问题的。Matousek将一般度量嵌入到$\ell_\infty$中也是麻烦的,其对于参数$k = 1,2,\ldots$提供失真$2k-1$和维度$O(k \log n \cdot n^{1/k})$。在本文中,我们设计了两个无损优先嵌入。第一个是等距优先嵌入树度量到$\ell_\infty$与维度$O(\log j)$。第二个是将一般度量优先化的Matousek嵌入到$\ell_\infty$中,其提供优先化的失真$2 \lceil k {{\log j} \over {\log n}} \rceil - 1$和维度$O(k \log n \cdot n^{…
2019-07-16 cs.DS
Low-distortion Subspace Embeddings in Input-sparsity Time and Applications to Robust Linear Regression
低失真嵌入是开发线性代数问题的随机采样和随机投影算法的关键构建块。我们证明了,给定一个具有$n \gg d$和$p \in [1, 2)$的矩阵$A \in \R^{n \times d}$,以恒定概率,我们可以构造一个低失真嵌入矩阵$Π\in \R^{O(\poly(d)) \times n}$,它将$\A_p$($A$的列所跨越的$\ell_p$子空间)嵌入到$(\R^{O(\poly(d))}, \| \cdot \|_p)$中;我们嵌入的失真仅为$O(\poly(d))$,并且我们可以在$O(\nnz(A))$时间内计算$ΠA$,即,输入稀疏时间。我们的结果推广了Clarkson和Woodruff [STOC'13]的输入稀疏时间$\ell_2$子空间嵌入;为了完整性,我们对$\ell_2$的构造进行了更简单和改进的分析。这些输入稀疏时间$\ell_p$嵌入是最佳的,直到常数,在他们的运行时间方面,和改进的运行时间传播到应用程序,如$(1\pm ε)$ -失真$\ell_p$子空间嵌入和相对误差$\ell_p$回归。对于$\ell_2$,我们证明了由矩阵$A$和向量$b \in \R^n$指定的$\ell_2$回归问题的$(1+ε)$ -近似解可以在$O(\nnz(A) + d^3 \log(d/ε) /ε^2)$时间内计算;对于$\ell_p$,通过子空间保持采样过程,我…
2013-03-21 cs.DS
FPT algorithms for embedding into low complexity graphic metrics
度量嵌入问题将两个度量空间$(X,D_X)$和$(Y,D_Y)$以及正整数$d$作为输入。目的是确定是否存在嵌入$F:X \rightarrow Y$,使得$d_{F} \leq d$,其中$d_{F}$表示映射$F$的失真。这样的嵌入被称为失真$d$嵌入。双射度量嵌入问题是度量嵌入问题的一种特殊情况,其中$|X| = |Y|$。在参数化复杂性中,度量嵌入问题,在完全的一般性中,已知是W-困难的,因此,不期望有FPT算法。本文研究了两个度量空间都是图度量的Gen-Graph度量嵌入问题。我们探讨了在参数化的复杂性设置的问题的易处理的程度。我们确定一个未加权的图度量$(G,D_G)$是否可以嵌入,或双射嵌入到另一个未加权的图度量$(H,D_H)$,其中图$H$具有低的结构复杂度。例如,$H$是一个循环,或者$H$具有有界树宽或有界连通树宽。算法的参数选自失真的上界$d$、$H$的最大度的界$Δ$、$H$的树宽$α$和$H$的连接树宽$α_{c}$。我们对这些问题的一般方法可以概括为试图理解$G$中的最短路径在低失真嵌入到$H$中的行为,以及这些路径的映射到$H$中的最短路径的结构关系。
2018-06-26 cs.CG cs.DS
Constant approximation algorithms for embedding graph metrics into trees and outerplanar graphs
在本文中,我们提出了一个简单的因子6算法,用于近似将图度量嵌入到树度量中的最佳乘法失真(从而改进和简化了Bidodoiu,Indyk和Sidiropoulos(2007)以及Bidodoiu,Demaine,Hajiaghayi,Sidiropoulos和Zadimoghouth(2008)的因子100和27算法)。我们还提出了一个常数因子算法的最佳失真的嵌入到一个外平面度量图度量近似。为此,我们引入了度量松弛子图的一般概念,并证明了如果G包含α-度量松弛H-子图,则G的任何嵌入到由H-子图自由引起的任何度量中的失真至少为α。然后,对于H= K_{2,3},我们提出了一个算法,找到一个α-松弛小调,或产生一个O(α)-嵌入到一个outerplanar度量。
2010-07-03 cs.DS math.MG
Embedding approximately low-dimensional $\ell_2^2$ metrics into $\ell_1$
Goemans证明了满足$\ell_2^2$三角不等式的$d$ -维中的任何$n$点$x_1, \dotsc x_n$都可以嵌入到$\ell_{1}$中,最坏情况下的失真最多为$\sqrt{d}$。我们扩展到的情况下,当点是近似低维的,虽然平均失真的保证。更准确地说,我们给出了一个$\ell_{2}^{2}$到$\ell_{1}$的嵌入,其平均失真最多为由列$\{x_i-x_j\}_{i<j}$组成的矩阵$M$的稳定秩$\mathrm{sr}(M)$.平均失真嵌入足以满足诸如稀疏割问题的应用。我们的嵌入给出了低阈值秩图上的\sparsestcut问题的近似算法,其中早期的工作受到Lasserre SDP层次的启发,并改进了第一和第三作者的先前结果[Deshpande和Venkat,In Proc. 17 th APPROX,2014]。我们的思想提供了一个新的视角$\ell_{2}^{2}$度量,戈曼定理的替代证明,和一个更简单的证明平均失真$\sqrt{d}$。此外,虽然Arora,Rao和Vazirani的开创性结果给出了均匀稀疏割的$O(\sqrt{\log n})$保证,可以看出这意味着平均失真的Goemans定理,我们的工作开辟了直接通过Goemans定理证明这样一个结果的可能性。
2015-12-14 cs.DS
Non-positive curvature, and the planar embedding conjecture
平面嵌入猜想认为,任何平面度量都允许嵌入到L_1中,且具有常数失真。这是一个众所周知的开放问题,具有重要的算法含义,在过去的二十年中受到了广泛的关注。尽管作出了重大努力,但只对一些非常有限的情况进行了核查,而一般问题仍然难以捉摸。在本文中,我们取得进展,解决这个猜想。我们证明了每个非正曲率的平面度量都允许一个常畸变嵌入到L_1中。这证实了平面嵌入猜想的情况下,非正弯曲的度量。
2013-04-28 cs.CG cs.DS math.CO
Near Isometric Terminal Embeddings for Doubling Metrics
给定度量空间$(X,d)$、终端集合$K\subseteq X$和参数$t\ge 1$,我们考虑度量结构(例如,空间、距离预言器、嵌入到赋范空间中),其将$K\times X$中的所有对的距离保持到$t$的因子,并且具有小的大小(例如,空间的边的数量、嵌入的维度)。虽然已知这样的终端(也称为按源)度量结构存在于若干设置中,但是没有终端嵌入或嵌入失真接近1,即,$t=1+ε$是目前已知的一些小型$0<ε<1$。在这里,我们设计这样的终端度量结构{ \em加倍}度量,并表明,基本上任何度量结构与失真$1+ε$和大小$s(|X|)$有其终端对应,与失真$1+O(ε)$和大小$s(|K|)+1$。特别地,对于$n$点、$k=o(n)$终端集和常数$0<ε<1$上的任何加倍度量,存在:(1)对于$K\times X$中的对,具有$n+o(n)$边的具有拉伸$1+ε$的矩阵。(2)一种使用$1+ε$对$K\times X$中的对进行拉伸的标记方案,标记大小为$\approx \log k$。(3)一种嵌入到$\ell_\infty^d$中的方法,对于$K\times X$中的对,具有失真$1+ε$,其中$d=O(\log k)$。此外,令人惊讶的是,最后两个结果适用于只有PDMATHBNE是一个加倍度量,而PDMATHBNF可以是任意的。
2018-02-22 cs.CG cs.DS
Bi-Lipschitz extensions and outlier embeddings into trees
University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
提出一种高效算法,将任意度量空间中除k个离群点外的点嵌入到分层分离树(HST)中,失真度不超过(32+ε)c,离群点数量增加至O(k/ε log k)。
2026-07-20 cs.DS
Online Monotone Metric Embeddings
University of Oxford(牛津大学);Harvard University(哈佛大学)
本文提出在线单调度量嵌入,允许目标空间中嵌入点间距离随时间单调递减,突破传统下界限制,实现HSTs中O(log²n)的畸变,并研究动态变种,允许点的增删,获得O(l log l)的畸变界。
2026-05-12 cs.DS
Diversity Embeddings and the Hypergraph Sparsest Cut
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
该研究针对超图最稀疏割问题,改进了多样性嵌入到ℓ₁的失真度,提出了更优的多项式时间近似算法,并否定了相关猜想。
2026-11-05 cs.DS
Lower Bounds for Embedding into Distributions over Excluded Minor Graph Families
最近Fakcharoenphol等人证明了任意有限度量可以嵌入到失真为O(log n)的树度量上的分布中。它也是已知的,这个界是紧的,因为有扩展图,不能嵌入到分布在树比欧米茄(log n)失真。我们表明,这同样的下限持有嵌入到分布在任何未成年人排除家庭。给定一个图族F,F不包含子图M,其中|M| =k,我们明确地构造了一个树宽为-(k+1)的图族,它不能嵌入到F上的一个失真优于Omega(log n)的分布中.因此,虽然这些未成年人排除家庭的图比树更有表现力,他们不提供渐近更好的近似一般。一个重要的推论是,树宽k的图不能嵌入到树宽k-3的图上的分布中,失真小于Omega(log n)。我们还扩展了阿隆等人的结果表明,对于任何k,平面图不能嵌入到分布在树宽-k图比欧米茄(log n)失真。
2008-07-29 cs.DM cs.DS
Prioritized Metric Structures and Embedding
度量数据结构(距离预言、距离标记方案、路由方案)和低失真嵌入提供了强大的算法方法,其已成功地应用于近似算法\cite{llr}、在线算法\cite{BBMN11}、分布式算法\cite{KKMPT12}和用于计算稀疏因子\cite{ST04}。然而,这种方法似乎具有限制:最坏情况的性能固有地取决于度量的基数,并且不能预先指定哪些顶点/点应该享受更好的服务(即,拉伸/变形、标签尺寸/尺寸)。在本文中,我们减轻了这一限制,设计了一套{ \em优先}度量数据结构和嵌入。我们表明,给定图顶点(分别为度量点)的优先级排序$(x_1,x_2,\ldots,x_n)$,可以设计一个度量数据结构(分别为嵌入),其中拉伸(分别为,由包含顶点$x_j$的任何对引起的失真)将取决于顶点的秩$j$。我们还表明,其他重要的参数,如标签的大小和(在某种意义上)的尺寸,可能只取决于$j$。在我们的一些度量数据结构中(分别是,嵌入)我们实现了两个优先级的拉伸(分别,失真)和标签尺寸(分别,维度){ \em同时}。我们的度量数据结构和嵌入的最坏情况下的性能通常是渐近不差于他们的非优先级的同行。
2015-04-07 cs.DS
On Estimating Edit Distance: Alignment, Dimension Reduction, and Embeddings
编辑距离是字符串之间距离的基本度量,在计算机科学中得到了广泛的研究。虽然已经广泛地研究了估计编辑距离的问题,但是实际产生对齐的同样重要的问题(即,编辑的顺序)受到的关注要少得多。有些令人惊讶的是,我们发现,任何算法来估计编辑距离可以使用一个黑盒的方式来产生一个近似的字符串对齐,在近似因子和运行时间的小损失适度的损失。插入Andoni,Krauthgamer和Onak的结果,我们得到的对齐是时间上的$(\log n)^{O(1/\varepsilon^2)}$近似$\tilde{O}(n^{1 + \varepsilon})$。与近似算法的研究密切相关的是编辑距离的度量嵌入的研究。我们通过三个结果证明了min-hash技术在设计编辑距离嵌入时是有用的:(1)从Ulam距离嵌入(置换上的编辑距离)映射到汉明空间,该汉明空间匹配$O(\log n)$的最佳已知失真并且还隐式地编码字符串之间的编辑序列;(2)在已知输入串之间的编辑距离具有上限$K$的情况下,我们证明了在Hamming空间中的编辑距离嵌入变形$f(n)$可以以黑盒的方式进行修改,以给出一类无失真字符串的变形$O(f(\operatorname{poly}(K)))$;(3)具有收缩$c$和渐进最优预期失真$O(c)$的随机降维映射,改进了Batu、Ergun和Sahinalp之前的$\tilde{O}(c^{1 + 2 / …
2018-05-05 cs.DS
Optimal stochastic planarization
Indyk和Sidiropoulos [IS 07]证明了亏格g>0的任何图都可以随机嵌入到畸变为2^O(g)的平面图上的分布中。这个界限后来被Borradaile、Lee和Sidiropoulos改进为O(g^2)[BLS 09]。我们给出了一个嵌入失真O(log g),这是渐近最优的。除了改进的失真,我们的嵌入的另一个优点是,它可以在多项式时间计算。相比之下,[BLS 09]的算法需要解决NP难问题。我们的研究结果意味着,特别是减少了一个大类的几何优化问题的实例genus-g图,相应的平面图,与O(log g)的损失因子的近似保证。
2010-05-20 cs.CG cs.DM cs.DS
Composition of nested embeddings with an application to outlier removal
针对带异常值的欧氏空间嵌入NP难问题,提出嵌套嵌入组合的利普希茨扩展技术,给出多项式时间双准则近似算法,实现异常值规模与嵌入失真的近似权衡。
2023-11-06 cs.DS
Metric Embedding via Shortest Path Decompositions
研究了加权图的最短路度量嵌入到$\ell_p$空间中的问题。我们介绍了一种新的嵌入技术的基础上,通过最短路径的图的低深度分解。归纳定义了最短路径分解深度的概念:一个(加权)路径图具有最短路径分解(SPD)深度$1$。一般的图有一个深度为$k$的SPD,如果它包含一条最短路径,删除该路径会导致一个图,该图的每个组件的SPD深度至多为$k-1$。本文给出了SPD深度至多为$k$的图的$O(k^{\min\{\frac{1}{p},\frac{1}{2}\}})$ -失真嵌入.这个结果对于任何固定的$p>1$都是渐近紧的,而对于$p=1$,直到二阶项都是紧的。作为这个结果的推论,我们表明,图的路径宽度$k$嵌入到$\ell_p$失真$O(k^{\min\{\frac{1}{p},\frac{1}{2}\}})$。对于$p=1$,这比Lee和Sidiropoulos之前在$k$中呈指数级的最佳界有所改进;此外,对于$p$的其他值,它给出了失真与图大小$n$无关的第一嵌入。利用平面图具有SPD深度$O(\log n)$这一事实,给出了平面图嵌入$\ell_1$的变形$O(\sqrt{\log n})$的新证明.我们的方法也给出了新的结果与有界树宽的图,和图不包括一个固定的未成年人。
2023-01-02 cs.DS
Tight Bounds for $\ell_p$ Oblivious Subspace Embeddings
$\ell_p$不经意子空间嵌入是在$r \times n$矩阵$Π$上的分布,使得对于任何固定的$n \times d$矩阵$A$,$$\Pr_Π[\textrm{for all }x, \ \|Ax\|_p \leq \|ΠAx\|_p \leq κ\|Ax\|_p] \geq 9/10,$$,其中$r$是嵌入的维数,$κ$是嵌入的失真,并且对于$n$维向量$y$,$\|y\|_p$是$\ell_p$范数。另一个重要的属性是$Π$的稀疏性,即每列非零条目的最大数量,因为这决定了计算$Π\cdot A$的运行时间。虽然对于$p = 2$,在维度、失真和稀疏性方面存在接近最优的折衷,但是对于$1 \leq p < 2$的重要情况,所知要少得多。在本文中,我们获得了几乎最佳的权衡$\ell_p$不经意子空间嵌入的每一个$1 \leq p < 2$。我们证明了对于每个$1 \leq p < 2$,任何具有维度$r$的不经意子空间嵌入都有失真$κ= Ω\left(\frac{1}{\left(\frac{1}{d}\right)^{1 / p} \cdot \log^{2 / p}r + \left(\frac{r}{n}\right)^{1 / p - 1 / 2}}\right).$当$r = \mathrm{poly}(d)$在应用中时,这给出了$κ= Ω(d^{1/p}\log^…
2018-04-06 cs.DS
Measured descent: A new embedding method for finite metrics
我们设计了一种新的嵌入技术,我们称之为测量下降,基于局部分解度量空间,以不同的速度,根据一些概率测度的密度。这为[Bourgain,1985]和[Rao,1999]中构造有限度量的Frechet嵌入的两种主要方法提供了一个精炼和统一的框架。证明了任意n点度量空间(X,d)嵌入Hilbert空间的偏差为O(sqrt{alpha_X log n}),其中alpha_X是X的可分解性的几何估计.作为直接推论,我们得到了一个O(sqrt{(log lambda_X)\log n})的失真嵌入,其中λ_X是X的加倍常数.由于λ_X \le n,这个结果恢复了Bourgain定理,但是当度量X在某种意义上是“低维”时,得到了改进的界。我们的嵌入对于任意大小的子集都是体积相关的。一个结果是对于所有1个\leq k \leq n存在(k,O(log n))体积相关嵌入,这是最好的可能,并且肯定地回答了U.费奇我们的技术也被用来肯定地回答Y的问题。Rabinovich,证明了任意加权n点平面图嵌入l_ \infty^{O(log n)}的失真为O(1).时间复杂度为O(log n),时间复杂度为O(log n)。
2005-08-18 cs.DS math.MG
Terminal Embeddings
本文研究{\em终端嵌入},其中给定一个有限度量$(X,d_X)$(或图$G=(V,E)$),其点的子集$K \subseteq X$称为{\em终端}.我们的目标是嵌入到一个赋范空间的度量,同时近似地保持所有的距离对包含一个终端。我们设计了这样的嵌入在各种设置,并得出结论,即使我们必须保留$\approx|K|\cdot |X|$对,失真只取决于$|K|$,而不是$|X|$。我们还加强了这一概念,并考虑嵌入,近似保持{\em all}对之间的距离,但提供了改进的失真对包含一个终端。令人惊讶的是,我们发现,这样的嵌入存在于许多设置中,并具有最佳的失真范围都相对于$X \times X$和相对于$K \times X$。此外,我们的嵌入对近似和在线算法领域有影响。特别是,[ALN08]设计了一个$\tilde{O}(\sqrt{\log r})$-近似算法,用于具有$r$需求的稀疏切割实例。建立在他们的框架,我们提供了一个$\tilde{O}(\sqrt{\log |K|})$近似稀疏切割的实例,其中每个需求是事件的$K$(又名,终端)的顶点之一。由于$|K| \le r$,我们的界推广了[ALN08]的界。
2016-03-07 cs.DS
Diversities and the Geometry of Hypergraphs
在$\ell_1$中嵌入有限度量已经成为组合优化和大规模数据分析的基本工具。一个重要的应用是网络流问题,其中最大流最小割定理和度量的最小失真嵌入到$\ell_1$之间有密切的关系。在这里,我们表明,这一理论可以推广到包括斯坦纳树包装问题的图和超图。代替$\ell_1$度量和最小失真嵌入的理论,平行的是Bryant和Tupper最近介绍的失真理论,以及我们在这里发展的相应的$\ell_1$失真和嵌入理论。
2014-04-18 cs.DS math.CO math.MG
Near-Optimal Bounds for Binary Embeddings of Arbitrary Sets
Simons Institute(西蒙斯研究所);UC Berkeley(加州大学伯克利分校)
研究了单位球面的子集$K$嵌入到汉明立方体$\{-1,+1\}^m$中的问题。我们的特点失真和样本的复杂性$m$之间的权衡的高斯宽度$ω(K)$的集合。对于子空间和几个结构集,我们表明,高斯映射提供了最佳的权衡$m\sim δ^{-2}ω^2(K)$,特别是$δ$失真需要$m\approxδ^{-2}{d}$,其中$d$是子空间的维度。对于一般的集合,我们提供了清晰的特征,简化后减少到$m\approx{δ^{-4}}{ω^2(K)}$。我们提供了改进的结果,在彼此非常接近的地方嵌入的点,这是相关的局部敏感散列。我们还讨论了更快的二进制嵌入,其中一个利用快速约翰逊-林登施陶斯变换的基础上的初始草图过程。最后,我们列出几个数值观测和讨论开放的问题。
2015-12-14 cs.DS cs.LG math.FA
Metric Embeddings Beyond Bi-Lipschitz Distortion via Sherali-Adams
MIT(麻省理工学院);Google Research(谷歌研究院)
本文研究多维缩放(MDS)的可证近似算法,通过对 Sherali-Adams LP 层次结构进行几何感知的条件舍入,首次将输入相异度纵横比的依赖降至准多项式。
2025-05-15 cs.DS cs.LG stat.ML
Tree Embedding in High Dimensions: Dynamic and Massively Parallel
Faculty of Computer Science, University of Vienna(维也纳大学计算机科学系);School of Computer Science, Peking University(北京大学计算机学院);UniVie Doctoral School Computer Science DoCS, University of Vienna(维也纳大学计算机科学博士学院)
本文提出了一种高维树嵌入框架,实现了动态和大规模并行算法,用于解决k-中位数和地球移动距离问题。
2026-01-12 cs.DS
Near-Optimal Sample Complexity Bounds for Circulant Binary Embedding
二进制嵌入是将点从高维空间映射到低维的汉明立方体,同时保持两两距离的问题。实现这一点的有效方法是利用涉及傅立叶变换的快速嵌入技术,例如~循环矩阵虽然二进制嵌入已经被广泛研究,但关于快速二进制嵌入的理论结果相当有限。在这项工作中,我们建立在最近的文献,以获得更好的依赖性的问题参数。$\mathbb{R}^n$中的一组$N$点可以通过使用$k\simδ^{-3}\log N$样本适当地嵌入到具有$δ$失真的汉明立方体$\{\pm 1\}^k$中,该样本在点$N$的数量上是最优的并且与最优失真依赖性$δ^{-2}$比较好。我们的最佳嵌入结果适用于政权$\log N\lesssim n^{1/3}$。此外,如果宽松的条件$\log N\lesssim \sqrt{n}$举行,我们表明,所有,但任意小部分的点可以最佳嵌入。我们相信,我们的技术可以是有用的,以获得改善其他非线性嵌入问题的保证。
2016-03-14 cs.DS
Approximating Sparsest Cut in Low Rank Graphs via Embeddings from Approximately Low-Dimensional Spaces
研究了满足$\ell_2^2$三角不等式的有限点集$\{x_1, \ldots, x_n\} \in \mathbb{R}^d$在近似低维的情况下嵌入到$\ell_1$中的问题. Goemans(未发表,出现在[Magen和Moharammi,2008]的工作中)表明,驻留在\emph{exactly} $d$维中的这些点可以嵌入到$\ell_1$中,最多失真$\sqrt{d}$。我们证明了下面的强大的类似的这一说法:如果存在一个$r$维子空间$Π$,使到这个子空间上的投影满足$\sum_{i,j \in [n]}\Vert Πx_i - Πx_j \Vert _2^2 \geq Ω(1) \sum_{i,j \in [n]}\Vert x_i - x_j \Vert _2^2$,然后有一个嵌入的点到$\ell_1$与$O(\sqrt{r})$平均失真。这个结果的一个后果是,著名的Goemans-Linial SDP松弛的均匀稀疏割问题的完整性差距是$O(\sqrt{r})$上的图$G$,其$r$的拉普拉斯算子的最小归一化本征值满足$λ_r(G)/n \geq Ω(1)Φ_{SDP} (G)$。我们的结果改进了先前已知的$O(r)$对平均失真的界,以及在相同前提下Goemans-Linial SDP的完整性间隙,在[Deshpande和Venkat,2014]和[Deshpande…
2017-06-21 cs.DS
Bandwidth and Distortion Revisited
在本文中,我们合并最近的发展,精确的算法,找到一个给定的图,最大限度地减少带宽(带宽问题)的顶点排序,并找到一个给定的图嵌入到一条线,最大限度地减少失真(失真问题)。对于这两个问题,我们开发了在O(9.363^n)时间和多项式空间中工作的算法。对于BANDWIDTH,这改进了Feige和Kilian从2000年开始的O^*(10^n)算法,对于DISTORTION,这是我们所知道的第一个在O(c^n)时间内工作的多项式空间精确算法。作为副产品,我们将Fomin等人的O(5^{n+o(n)})-时间和O^*(2^n)-空间DISTORTION算法增强为O(4.383^n)时间和空间的算法。
2010-04-28 cs.DS
Smoothed Analysis of Online Metric Matching with a Single Sample: Beyond Metric Distortion
Stanford University(斯坦福大学)
研究在线度量匹配问题,在欧几里得空间中设计无需分布知识的O(1)竞争算法,通过单样本实现非平凡度量的o(log n)竞争比。
2026-04-21 cs.DS