Bobkov, Houdr\'e, and the last author [2000] introduced a Poincar\'e-type functional parameter, $\lambda_\infty$, of a graph and related it to connectivity of the graph via Cheeger-type inequalities. A work by the second author, Raghavendra, and Vempala [2013] related the complexity of $\lambda_\infty$ to the so-called small-set expansion (SSE) problem and further set forth the desiderata for NP-hardness of this optimization problem. We confirm the conjecture that computing $\lambda_\infty$ is NP-hard for weighted trees. Beyond measuring connectivity in many applications we want to optimize it. This, via convex duality, leads to a problem in machine learning known as the Maximum Variance Embedding (MVE). The output is a function from vertices to a low dim Euclidean space, subject to bounds on Euclidean distances between neighbors. The objective is to maximize output variance. Special cases of MVE into $n$ and $1$ dims lead to absolute algebraic connectivity [1990] and spread constant [1998], that measure connectivity of the graph and its Cartesian $n$-power, respectively. MVE has other applications in measuring diffusion speed and robustness of networks, clustering, and dimension reduction. We show that computing MVE in tree-width dims is NP-hard, while only one additional dim beyond width of a given tree-decomposition makes the problem in P. We show that MVE of a tree in 2 dims defines a non-convex yet benign optimization landscape, i.e., local=global optima. We further develop a linear time combinatorial algorithm for this case. Finally, we denote approximate Maximum Variance Embedding is tractable in significantly lower dims. For trees and general graphs, for which Maximum Variance Embedding cannot be solved in less than $2$ and $\Omega(n)$ dims, we provide $1+\varepsilon$ approximation algorithms for embedding into $1$ and $O(\log n /\varepsilon^2)$ dims, respectively.


翻译:Bobkov, Houdr\'e, 以及最后一位作者 [2000] 引入了Poincar\'e型功能参数, $lambda\\\'infty$, 和一个图形的连通性。 第二作者, Raghavendra, 和 Vempala [2013] 的工作将美元的复杂性与所谓的小型扩张( SSE) 问题联系起来, 并进一步为这个优化问题引入了NP- 硬度。 我们确认计算 $=lambda\' infty 功能参数, 美元 美元- difatery$, 美元- diventyfty$, 美元- divental complia, 美元- 美元- 美元- dirental divility, 美元- 美元- 美元- 美元- deliversional dismodemodeal 和美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- 美元- demoxlal demodemodemodemodemodemodemodemodemodemodal demodemodemodal dal demodemodemodemodemode, la demodal demodal demodemodemodemodemodal,,, la demodemodemode, 和美元- 和美元- le dismodal 和美元- dismode, la la la de, la la la de, la de,, la la de, la la la la, la la la la la demodal demodal demodal demodal demode, le, la, la la la la la la, la, la la la la la la la la la la la la la la la la la la la

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
126+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月23日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
126+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
177+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员