Hierarchical agglomerative clustering (HAC) is a popular algorithm for clustering data, but despite its importance, no dynamic algorithms for HAC with good theoretical guarantees exist. In this paper, we study dynamic HAC on edge-weighted graphs. As single-linkage HAC reduces to computing a minimum spanning forest (MSF), our first result is a parallel batch-dynamic algorithm for maintaining MSFs. On a batch of $k$ edge insertions or deletions, our batch-dynamic MSF algorithm runs in $O(k\log^6 n)$ expected amortized work and $O(\log^4 n)$ span with high probability. It is the first fully dynamic MSF algorithm handling batches of edge updates with polylogarithmic work per update and polylogarithmic span. Using our MSF algorithm, we obtain a parallel batch-dynamic algorithm that can answer queries about single-linkage graph HAC clusters. Our second result is that dynamic graph HAC is significantly harder for other common linkage functions. For example, assuming the strong exponential time hypothesis, dynamic graph HAC requires $\Omega(n^{1-o(1)})$ work per update or query on a graph with $n$ vertices for complete linkage, weighted average linkage, and average linkage. For complete linkage and weighted average linkage, the bound still holds even for incremental or decremental algorithms and even if we allow $\operatorname{poly}(n)$-approximation. For average linkage, the bound weakens to $\Omega(n^{1/2 - o(1)})$ for incremental and decremental algorithms, and the bounds still hold when allowing $n^{o(1)}$-approximation.


翻译:高级分类聚合群( HAC) 是组群数据的流行算法, 但尽管其重要性很重要, 但HAC 不存在具有良好理论保障的动态算法。 在本文中, 我们研究边缘加权图形中的动态 HAC 。 由于单一链接的HAC 降低到计算最小的横贯森林( MSF), 我们的第一个结果是一个平行的批量动态算法, 用于维护 MSF 。 在一组美元边缘插入或删除中, 我们的批量动态 MSF 算法运行在 $( k\log6 n) 的预期摊销工作以及 $( log_ 4 n) 约束范围中的可能性很高的 $( log_ 4 n) 。 这是第一个完全动态的 MSF 算法, 在每次更新多logallogarth 工作以及多logaltracilation 时, 我们获得一个平行的批量动算算算算算算法, 对于其它共同连接功能来说, 动态的图表 HAC 仍然要大大地 美元 递增 。 例如假设强烈的指数时间假设, HAC 数字 和 平均链接需要 美元 或平均链接 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
118+阅读 · 2022年4月21日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+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
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18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
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 · 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 · 2012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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月1日
Asynchronous speedup in decentralized optimization
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月1日
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月22日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Efficiently Embedding Dynamic Knowledge Graphs
Arxiv
14+阅读 · 2019年10月15日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15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
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18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
相关基金
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 · 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 · 2012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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员