The DTW Barycenter Averaging (DBA) algorithm is a widely used algorithm for estimating the mean of a given set of point sequences. In this context, the mean is defined as a point sequence that minimises the sum of dynamic time warping distances (DTW). The algorithm is similar to the $k$-means algorithm in the sense that it alternately repeats two steps: (1) computing an optimal assignment to the points of the current mean, and (2) computing an optimal mean under the current assignment. The popularity of DBA can be attributed to the fact that it works well in practice, despite any theoretical guarantees to be known. In our paper, we aim to initiate a theoretical study of the number of iterations that DBA performs until convergence. We assume the algorithm is given $n$ sequences of $m$ points in $\mathbb{R}^d$ and a parameter $k$ that specifies the length of the mean sequence to be computed. We show that, in contrast to its fast running time in practice, the number of iterations can be exponential in $k$ in the worst case - even if the number of input sequences is $n=2$. We complement these findings with experiments on real-world data that suggest this worst-case behaviour is likely degenerate. To better understand the performance of the algorithm on non-degenerate input, we study DBA in the model of smoothed analysis, upper-bounding the expected number of iterations in the worst case under random perturbations of the input. Our smoothed upper bound is polynomial in $k$, $n$ and $d$, and for constant $n$, it is also polynomial in $m$. For our analysis, we adapt the set of techniques that were developed for analysing $k$-means and observe that this set of techniques is not sufficient to obtain tight bounds for general $n$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

数据库管理员(DBA)是负责管理数据库的人,负责在系统上运行数据库,执行备份,执行安全策略和保持数据库的完整性。因管理数据库是个很庞大的职务,每个公司活组织的数据库管理员的需要也是很不同的。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
143+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
28+阅读 · 2019年10月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
72+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2014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
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月22日
Arxiv
0+阅读 · 2月22日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
11+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
72+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2014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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员