Approximate K nearest neighbor (AKNN) search is a fundamental and challenging problem. We observe that in high-dimensional space, the time consumption of nearly all AKNN algorithms is dominated by that of the distance comparison operations (DCOs). For each operation, it scans full dimensions of an object and thus, runs in linear time wrt the dimensionality. To speed it up, we propose a randomized algorithm named ADSampling which runs in logarithmic time wrt to the dimensionality for the majority of DCOs and succeeds with high probability. In addition, based on ADSampling we develop one general and two algorithm-specific techniques as plugins to enhance existing AKNN algorithms. Both theoretical and empirical studies confirm that: (1) our techniques introduce nearly no accuracy loss and (2) they consistently improve the efficiency.


翻译:近似K最近邻搜索是一个基础性而具有挑战性的问题。我们观察到,在高维空间中,几乎所有的AKNN算法的时间复杂度受距离比较操作(DCOs)支配。对于每个操作,它扫描一个对象的全部维度,从而在维度数目上是线性的。为了加速这个过程,我们提出了一种随机化算法 ADSampling,它在绝大多数DCOs的维度数目上是对数级别的,且具有高概率的成功率。此外,基于 ADSampling,我们开发了一种通用的技术和两种特定算法的技术,作为插件来增强现有的AKNN算法。理论和实证研究都证实了:(1)我们的技术几乎没有准确性损失;(2)它们一致地提高了效率。

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