論文の概要: Debiased Sinkhorn barycenters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.02575v1
- Date: Wed, 3 Jun 2020 23:06:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-25 17:26:19.461519
- Title: Debiased Sinkhorn barycenters
- Title(参考訳): Debiased Sinkhorn Barycenters
- Authors: Hicham Janati, Marco Cuturi, Alexandre Gramfort
- Abstract要約: 最適輸送(OT)におけるエントロピー正則化(Entropy regularization)は、機械学習におけるWassersteinメトリクスやバリセンタに対する近年の関心の原動力となっている。
このバイアスがエントロピー正則化器を定義する基準測度とどのように密接に関連しているかを示す。
両世界の長所を保ち、エントロピーを滑らかにしないシンクホーン様の高速な反復をデバイアスド・ワッサースタインのバリセンタとして提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 110.79706180350507
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entropy regularization in optimal transport (OT) has been the driver of many
recent interests for Wasserstein metrics and barycenters in machine learning.
It allows to keep the appealing geometrical properties of the unregularized
Wasserstein distance while having a significantly lower complexity thanks to
Sinkhorn's algorithm. However, entropy brings some inherent smoothing bias,
resulting for example in blurred barycenters. This side effect has prompted an
increasing temptation in the community to settle for a slower algorithm such as
log-domain stabilized Sinkhorn which breaks the parallel structure that can be
leveraged on GPUs, or even go back to unregularized OT. Here we show how this
bias is tightly linked to the reference measure that defines the entropy
regularizer and propose debiased Wasserstein barycenters that preserve the best
of both worlds: fast Sinkhorn-like iterations without entropy smoothing.
Theoretically, we prove that the entropic OT barycenter of univariate Gaussians
is a Gaussian and quantify its variance bias. This result is obtained by
extending the differentiability and convexity of entropic OT to sub-Gaussian
measures with unbounded supports. Empirically, we illustrate the reduced
blurring and the computational advantage on various applications.
- Abstract(参考訳): 最適輸送におけるエントロピー正則化(ot)は、機械学習におけるwassersteinメトリクスやbarycentersの最近の関心の原動力となっている。
これにより、非正規化されたワッサースタイン距離の幾何学的性質を保ちつつ、シンクホーンのアルゴリズムのおかげで複雑さが著しく低下する。
しかし、エントロピーは固有の滑らかなバイアスをもたらし、例えばぼやけたバリセンタで生じる。
この副作用は、GPUで活用できる並列構造を壊したり、あるいは非正規化OTに戻すといった、ログドメイン安定化Sinkhornのような遅いアルゴリズムをコミュニティで定着させる誘惑を喚起している。
ここでは、このバイアスがエントロピー正則化を定義する基準測度と密に結びついていることを示すとともに、両世界の最善を保った偏りのあるwasserstein barycenterを提案する。
理論的には、単変数ガウス群のエントロピックOTバリ中心がガウス的であり、その分散バイアスを定量化する。
この結果は、エントロピーotの微分可能性と凸性を非有界台を持つ準ゲージ測度に拡張することによって得られる。
経験的に、様々なアプリケーションにおけるぼやけの低減と計算上の優位性を示す。
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