Given an $n$-point metric space $(\mathcal{X},d)$ where each point belongs to one of $m=O(1)$ different categories or groups and a set of integers $k_1, \ldots, k_m$, the fair Max-Min diversification problem is to select $k_i$ points belonging to category $i\in [m]$, such that the minimum pairwise distance between selected points is maximized. The problem was introduced by Moumoulidou et al. [ICDT 2021] and is motivated by the need to down-sample large data sets in various applications so that the derived sample achieves a balance over diversity, i.e., the minimum distance between a pair of selected points, and fairness, i.e., ensuring enough points of each category are included. We prove the following results: 1. We first consider general metric spaces. We present a randomized polynomial time algorithm that returns a factor $2$-approximation to the diversity but only satisfies the fairness constraints in expectation. Building upon this result, we present a $6$-approximation that is guaranteed to satisfy the fairness constraints up to a factor $1-\epsilon$ for any constant $\epsilon$. We also present a linear time algorithm returning an $m+1$ approximation with exact fairness. The best previous result was a $3m-1$ approximation. 2. We then focus on Euclidean metrics. We first show that the problem can be solved exactly in one dimension. For constant dimensions, categories and any constant $\epsilon>0$, we present a $1+\epsilon$ approximation algorithm that runs in $O(nk) + 2^{O(k)}$ time where $k=k_1+\ldots+k_m$. We can improve the running time to $O(nk)+ poly(k)$ at the expense of only picking $(1-\epsilon) k_i$ points from category $i\in [m]$. Finally, we present algorithms suitable to processing massive data sets including single-pass data stream algorithms and composable coresets for the distributed processing.


翻译:以( $1 mathcal{X}, d) 美元计时, 每个点属于一个 美元= O(1)美元的不同类别或组, 以及一组整数 $_ 1,\ ld美元, 公平的 Max- Min 多样化问题是选择属于 $ 美元 的 美元 美元, 这样可以使选定点之间的最小对数距离最大化。 问题由Moumoulidou 和 Al. [ICDT 2021] 提出, 其动机是需要将各种应用的大型数据集降为 美元, 这样, 取出的样本就能在多样性上实现平衡, 也就是说, 选择的一对点之间的最小距离, koldot, km 美元, km, 也就是确保每个类别中的足够点。 我们首先考虑通用空间。 我们提出一个随机化的多元时间算算法, 将一个因子 $- acol- acall mall 和任何公平性限制。

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