The celebrated Johnson-Lindenstrauss lemma states that for all $\varepsilon \in (0,1)$ and finite sets $X \subseteq \mathbb{R}^N$ with $n>1$ elements, there exists a matrix $\Phi \in \mathbb{R}^{m \times N}$ with $m=\mathcal{O}(\varepsilon^{-2}\log n)$ such that \[ (1 - \varepsilon) \|x-y\|_2 \leq \|\Phi x-\Phi y\|_2 \leq (1+\varepsilon)\| x- y\|_2 \quad \forall\, x, y \in X.\] Herein we consider terminal embedding results which have recently been introduced in the computer science literature as stronger extensions of the Johnson-Lindenstrauss lemma for finite sets. After a short survey of this relatively recent line of work, we extend the theory of terminal embeddings to hold for arbitrary (e.g., infinite) subsets $X \subseteq \mathbb{R}^N$, and then specialize our generalized results to the case where $X$ is a low-dimensional compact submanifold of $\mathbb{R}^N$. In particular, we prove the following generalization of the Johnson-Lindenstrauss lemma: For all $\varepsilon \in (0,1)$ and $X\subseteq\mathbb{R}^N$, there exists a terminal embedding $f: \mathbb{R}^N \longrightarrow \mathbb{R}^{m}$ such that $$(1 - \varepsilon) \| x - y \|_2 \leq \left\| f(x) - f(y) \right\|_2 \leq (1 + \varepsilon) \| x - y \|_2 \quad \forall \, x \in X ~{\rm and}~ \forall \, y \in \mathbb{R}^N.$$ Crucially, we show that the dimension $m$ of the range of $f$ above is optimal up to multiplicative constants, satisfying $m=\mathcal{O}(\varepsilon^{-2} \omega^2(S_X))$, where $\omega(S_X)$ is the Gaussian width of the set of unit secants of $X$, $S_X=\overline{\{(x-y)/\|x-y\|_2 \colon x \neq y \in X\}}$. Furthermore, our proofs are constructive and yield algorithms for computing a general class of terminal embeddings $f$, an instance of which is demonstrated herein to allow for more accurate compressive nearest neighbor classification than standard linear Johnson-Lindenstrauss embeddings do in practice.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

iOS 8 提供的应用间和应用跟系统的功能交互特性。
  • Today (iOS and OS X): widgets for the Today view of Notification Center
  • Share (iOS and OS X): post content to web services or share content with others
  • Actions (iOS and OS X): app extensions to view or manipulate inside another app
  • Photo Editing (iOS): edit a photo or video in Apple's Photos app with extensions from a third-party apps
  • Finder Sync (OS X): remote file storage in the Finder with support for Finder content annotation
  • Storage Provider (iOS): an interface between files inside an app and other apps on a user's device
  • Custom Keyboard (iOS): system-wide alternative keyboards

Source: iOS 8 Extensions: Apple’s Plan for a Powerful App Ecosystem
WWW 2024 | GraphTranslator: 将图模型对齐大语言模型
专知会员服务
23+阅读 · 3月25日
【2022新书】数据科学的实用线性代数,328页pdf
专知会员服务
135+阅读 · 2022年9月17日
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2022年2月17日
NeurIPS 2021 | 寻找用于变分布泛化的隐式因果因子
专知会员服务
15+阅读 · 2021年12月7日
专知会员服务
49+阅读 · 2021年6月2日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年3月7日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
72+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年5月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
VIP会员
相关资讯
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年5月29日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
72+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员