We consider the problem of embedding a subset of $\mathbb{R}^n$ into a low-dimensional Hamming cube in an almost isometric way. We construct a simple, data-oblivious, and computationally efficient map that achieves this task with high probability: we first apply a specific structured random matrix, which we call the double circulant matrix; using that matrix requires linear storage and matrix-vector multiplication can be performed in near-linear time. We then binarize each vector by comparing each of its entries to a random threshold, selected uniformly at random from a well-chosen interval. We estimate the number of bits required for this encoding scheme in terms of two natural geometric complexity parameters of the set - its Euclidean covering numbers and its localized Gaussian complexity. The estimate we derive turns out to be the best that one can hope for - up to logarithmic terms. The key to the proof is a phenomenon of independent interest: we show that the double circulant matrix mimics the behavior of a Gaussian matrix in two important ways. First, it maps an arbitrary set in $\mathbb{R}^n$ into a set of well-spread vectors. Second, it yields a fast near-isometric embedding of any finite subset of $\ell_2^n$ into $\ell_1^m$. This embedding achieves the same dimension reduction as a Gaussian matrix in near-linear time, under an optimal condition - up to logarithmic factors - on the number of points to be embedded. This improves a well-known construction due to Ailon and Chazelle.


翻译:我们考虑将一个子集的 $mathb{R ⁇ {R ⁇ n$ 嵌入一个低维Hamming 立方体的问题。 我们建造了一个简单、 数据透视和计算高效的地图, 以高概率完成这项任务: 我们首先应用一个特定的结构性随机矩阵, 我们称之为双螺旋矩阵; 使用该矩阵需要线性存储和矩阵- 矢量倍增可以在近线时间进行。 然后我们通过将每个矢量的条目与随机阈值进行比较, 以随机的方式从精密间隔中随机选择。 我们估计这个编码方案需要的比特数, 以该设置的两种自然几何复杂参数来完成这一任务 : 我们首先应用一个结构结构结构, 覆盖数字及其局部的高山复杂度。 我们的估算结果显示, 最理想的- 直径存储器- 以两个重要的方式将高斯基的基质基质基数 的基数 。 我们显示, 将双基质基质基质基质基质矩阵将高斯基质基质基数的比 以近两个重要的方式将它的行为进行。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月17日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2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
相关资讯
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员