Given a ground set of items, the result diversification problem aims to select a subset with high "quality" and "diversity" while satisfying some constraints. It arises in various real-world artificial intelligence applications, such as web-based search, document summarization and feature selection, and also has applications in other areas, e.g., computational geometry, databases, finance and operations research. Previous algorithms are mainly based on greedy or local search. In this paper, we propose to reformulate the result diversification problem as a bi-objective maximization problem, and solve it by a multi-objective evolutionary algorithm (EA), i.e., the GSEMO. We theoretically prove that the GSEMO can achieve the (asymptotically) optimal theoretical guarantees under both static and dynamic environments. For cardinality constraints, the GSEMO can achieve the optimal polynomial-time approximation ratio, $1/2$. For more general matroid constraints, the GSEMO can achieve the asymptotically optimal polynomial-time approximation ratio, $1/2-\epsilon/(4n)$. Furthermore, when the objective function (i.e., a linear combination of quality and diversity) changes dynamically, the GSEMO can maintain this approximation ratio in polynomial running time, addressing the open question proposed by Borodin et al. This also theoretically shows the superiority of EAs over local search for solving dynamic optimization problems for the first time, and discloses the robustness of the mutation operator of EAs against dynamic changes. Experiments on the applications of web-based search, multi-label feature selection and document summarization show the superior performance of the GSEMO over the state-of-the-art algorithms (i.e., the greedy algorithm and local search) under both static and dynamic environments.


翻译:根据一组地面项目,结果多样化问题旨在选择一个“质量”和“多样性”高“质量”和“多样性”的子集,同时满足一些限制。它出现在各种现实世界人工智能应用中,例如基于网络的搜索、文档总和和和特征选择,并且还在其他领域也有应用,例如计算几何、数据库、财务和业务研究。以前的算法主要基于贪婪或本地搜索。在本文中,我们提议重新将结果多样化问题作为一个双目标最大化问题,并通过多目标进化算法(EA),即GSEMO。我们理论上证明,在静态和动态环境中,GSEMO可以实现(暂时)最佳的理论保障。对于基离强的运行率,GEMO(I) 和(i) 快速的运行率(IFIO ), 快速的运行质量, 和动态的运行率(IFIO), 运行的运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中, 运行中,运行中,运行中, 运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中。。。。。。。。。。。。。,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行中,运行

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
61+阅读 · 2021年5月2日
区块链赋能新基建领域应用白皮书, 41页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2021年3月17日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月4日
【白皮书】“物联网+区块链”应用与发展白皮书-2019
专知会员服务
93+阅读 · 2019年11月13日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
192+阅读 · 2019年10月10日
ICLR 2020 高质量强化学习论文汇总
极市平台
12+阅读 · 2019年11月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月5日
Arxiv
0+阅读 · 2021年12月4日
VIP会员
相关资讯
ICLR 2020 高质量强化学习论文汇总
极市平台
12+阅读 · 2019年11月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员