論文の概要: Distance Metric Learning through Minimization of the Free Energy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05495v1
- Date: Thu, 10 Jun 2021 04:54:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-06-11 14:15:44.631138
- Title: Distance Metric Learning through Minimization of the Free Energy
- Title(参考訳): 自由エネルギーの最小化による距離計量学習
- Authors: Dusan Stosic, Darko Stosic, Teresa B. Ludermir, Borko Stosic
- Abstract要約: 本稿では, 統計物理学の概念に基づく簡単なアプローチを提案し, 与えられた問題に対する最適距離計量を学習する。
物理学における多くの問題と同様に、我々はメトロポリス・モンテカルロに基づくアプローチを提案し、最良の距離計量を求める。
提案手法は局所最小値を含む様々な制約を扱える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.825845106786193
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Distance metric learning has attracted a lot of interest for solving machine
learning and pattern recognition problems over the last decades. In this work
we present a simple approach based on concepts from statistical physics to
learn optimal distance metric for a given problem. We formulate the task as a
typical statistical physics problem: distances between patterns represent
constituents of a physical system and the objective function corresponds to
energy. Then we express the problem as a minimization of the free energy of a
complex system, which is equivalent to distance metric learning. Much like for
many problems in physics, we propose an approach based on Metropolis Monte
Carlo to find the best distance metric. This provides a natural way to learn
the distance metric, where the learning process can be intuitively seen as
stretching and rotating the metric space until some heuristic is satisfied. Our
proposed method can handle a wide variety of constraints including those with
spurious local minima. The approach works surprisingly well with stochastic
nearest neighbors from neighborhood component analysis (NCA). Experimental
results on artificial and real-world data sets reveal a clear superiority over
a number of state-of-the-art distance metric learning methods for nearest
neighbors classification.
- Abstract(参考訳): 過去数十年間、距離距離学習は機械学習とパターン認識の問題を解決することに多くの関心を寄せてきた。
本研究では,与えられた問題の最適距離計量を学ぶための統計物理学の概念に基づく単純なアプローチを提案する。
パターン間の距離は物理系の構成要素を表し、目的関数はエネルギーに対応する。
そして,この問題を,距離距離距離学習と等価な複素系の自由エネルギーの最小化として表現する。
物理学における多くの問題と同様に、我々はメトロポリス・モンテカルロに基づく最良の距離計量を求めるアプローチを提案する。
これは距離計量を学ぶ自然な方法であり、学習過程は幾らかのヒューリスティックが満たされるまで距離空間を伸ばして回転させるものとして直感的に見ることができる。
提案手法はスプリアス局所ミニマを含む幅広い制約を扱うことができる。
このアプローチは、近隣成分分析 (nca) の確率的近傍と驚くほどうまく機能する。
人工的および実世界のデータセットに対する実験結果から、近隣の分類のための最先端距離距離学習法よりも明らかな優位性を示した。
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