論文の概要: eTREE: Learning Tree-structured Embeddings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.10853v1
• Date: Sun, 20 Dec 2020 06:06:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2021-05-01 04:47:17.581627
• Title: eTREE: Learning Tree-structured Embeddings
• Title（参考訳）: eTREE: ツリー構造化の埋め込みを学ぶ
• Authors: Faisal M. Almutairi, Yunlong Wang, Dong Wang, Emily Zhao, Nicholas D. Sidiropoulos
• Abstract要約: マトリックスファクタリゼーション(MF)は、幅広い機械学習およびデータマイニングモデルにおいて重要な役割を果たしています。 mfはアイテムの埋め込みや特徴表現を得るためによく使われる。 組込みの品質を高めるために木構造を取り入れたモデル「eTREE」を提案します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.61635854505735
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Matrix factorization (MF) plays an important role in a wide range of machine learning and data mining models. MF is commonly used to obtain item embeddings and feature representations due to its ability to capture correlations and higher-order statistical dependencies across dimensions. In many applications, the categories of items exhibit a hierarchical tree structure. For instance, human diseases can be divided into coarse categories, e.g., bacterial, and viral. These categories can be further divided into finer categories, e.g., viral infections can be respiratory, gastrointestinal, and exanthematous viral diseases. In e-commerce, products, movies, books, etc., are grouped into hierarchical categories, e.g., clothing items are divided by gender, then by type (formal, casual, etc.). While the tree structure and the categories of the different items may be known in some applications, they have to be learned together with the embeddings in many others. In this work, we propose eTREE, a model that incorporates the (usually ignored) tree structure to enhance the quality of the embeddings. We leverage the special uniqueness properties of Nonnegative MF (NMF) to prove identifiability of eTREE. The proposed model not only exploits the tree structure prior, but also learns the hierarchical clustering in an unsupervised data-driven fashion. We derive an efficient algorithmic solution and a scalable implementation of eTREE that exploits parallel computing, computation caching, and warm start strategies. We showcase the effectiveness of eTREE on real data from various application domains: healthcare, recommender systems, and education. We also demonstrate the meaningfulness of the tree obtained from eTREE by means of domain experts interpretation.
• Abstract（参考訳）: マトリックス分解(MF)は、幅広い機械学習とデータマイニングモデルにおいて重要な役割を果たす。 MFは、アイテムの埋め込みや特徴表現を得るのによく使われており、相関や次元間の高次統計的依存関係を捉えることができる。 多くのアプリケーションでは、アイテムのカテゴリは階層的なツリー構造を示す。 例えば、ヒトの疾患は、細菌やウイルスのような粗い分類に分類することができる。 これらの分類はさらに細分化され、例えば、ウイルス感染は呼吸器、消化器、および外来性ウイルス病である。 電子商取引では、商品、映画、書籍等を分類し、例えば、衣料品を性別別に分類し、型別(形式、カジュアル等)する。 ツリー構造と異なるアイテムのカテゴリは、いくつかのアプリケーションで知られているかもしれないが、それらは他の多くの組み込みとともに学ばなければならない。 本研究では,埋め込みの質を高めるために(通常無視される)木構造を組み込んだモデルであるetreeを提案する。 非負のMF(NMF)の特殊特異性を利用して、eTREEの識別可能性を証明する。 提案モデルは,木構造を事前に活用するだけでなく,教師なしのデータ駆動方式で階層クラスタリングを学習する。 我々は、並列コンピューティング、計算キャッシング、ウォームスタート戦略を利用する効率的なアルゴリズムソリューションとスケーラブルなetreeの実装を導出する。 医療,レコメンダシステム,教育など,さまざまなアプリケーション領域の実際のデータに対するeTREEの有効性を示す。 また, etree から得られた木は, ドメインエキスパートによる解釈によって有意性を示す。

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