We study the approximability of a recently introduced framework for clustering edge-colored hypergraphs, where goal is to color nodes in a way that minimizes the number of hyperedges containing a node with a different color than the hyperedge. This problem is closely related to chromatic correlation clustering and various generalized multiway cut problems. We first of all provide a $\min\{2 - 2/k, 2-2/(r+1)\}$-approximation by rounding a natural linear programming relaxation, where $r$ is the maximum hyperedge size and $k$ is the number of colors. This improves on the best previous rounding scheme that achieves an approximation of $\min\{2 - 1/k, 2-1/(r+1)\}$. We show our rounding scheme is optimal by proving a matching integrality gap. When $r$ is large, our approximation matches a known $2(1-1/k)$-approximation based on reducing to node-weighted multiway cut and rounding a different linear program. The exact relationship between the two linear programs was not previously known; we prove that the canonical relaxation is always at least as tight as the node-weighted multiway cut relaxation, and can be strictly tighter. We also show that when $r$ and $k$ are arbitrary, the edge-colored clustering objective is approximation equivalent to vertex cover. Explicitly reducing to a graph and applying existing vertex cover algorithms leads to runtimes that are worse than linear in terms of the hypergraph size. We improve on this by designing a linear-time 2-approximation algorithm that implicitly approximates the underlying vertex cover problem without explicitly iterating through all edges in the reduced graph.


翻译:我们研究最近推出的组合边缘颜色高亮度仪框架的近似性, 目标是以最小化的方式显示节点。 这个问题与色化相关组合和各种通用多路切换问题密切相关。 我们首先通过绕圈自然线性编程放松来提供$min ⁇ 2 - 2/k, 2-2/(r+1) ⁇ $- approclation, 美元是最高线性高压, 美元是最差的颜色数量。 这样可以最大限度地减少含有与高亮不同颜色不同节点的顶端节点。 这可以改善前两个最高级圆点的顶点, 使其达到 $\ min%2 - 1/k, 2-1/(r+1)\\\ $。 我们通过证明匹配整体性差差点来显示我们的圆环方案是最佳的。 当美元大的时候, 我们通过一个已知的双向直线性平面的直线性平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平直线性平面平面平面平面平面平面平直线, 平面平面平面平面平直平直平直, 平直平直平直直到直直直直直平直直直直直直直直直直直直直直,, 直直到直直直直直到直直到直直到直直到直到直直直直直到直直直直到直到直到直到直到直直到直到直直到直到直到直直直直直到直到直到直到直到直到直直直到直到直到直到直到直到直到直直到直到直到直到直到直到直到直到直直直直到直到直到直直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直直直直直直直直到直直直直直直直直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直到直

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