論文の概要: Robust computation of optimal transport by $\beta$-potential
regularization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13251v1
- Date: Mon, 26 Dec 2022 18:37:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-27 13:49:22.235087
- Title: Robust computation of optimal transport by $\beta$-potential
regularization
- Title(参考訳): $\beta$-potential regularization による最適輸送のロバスト計算
- Authors: Shintaro Nakamura, Han Bao, Masashi Sugiyama
- Abstract要約: 最適輸送(OT)は、確率分布間の差を測定する機械学習分野で広く使われているツールである。
我々は、いわゆる$beta$-divergenceに付随するベータポテンシャル項でOTを正規化することを提案する。
提案アルゴリズムで計算した輸送行列は,外乱が存在する場合でも確率分布を頑健に推定するのに役立つことを実験的に実証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 79.24513412588745
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optimal transport (OT) has become a widely used tool in the machine learning
field to measure the discrepancy between probability distributions. For
instance, OT is a popular loss function that quantifies the discrepancy between
an empirical distribution and a parametric model. Recently, an entropic penalty
term and the celebrated Sinkhorn algorithm have been commonly used to
approximate the original OT in a computationally efficient way. However, since
the Sinkhorn algorithm runs a projection associated with the Kullback-Leibler
divergence, it is often vulnerable to outliers. To overcome this problem, we
propose regularizing OT with the \beta-potential term associated with the
so-called $\beta$-divergence, which was developed in robust statistics. Our
theoretical analysis reveals that the $\beta$-potential can prevent the mass
from being transported to outliers. We experimentally demonstrate that the
transport matrix computed with our algorithm helps estimate a probability
distribution robustly even in the presence of outliers. In addition, our
proposed method can successfully detect outliers from a contaminated dataset
- Abstract(参考訳): 最適輸送(OT)は、確率分布間の差を測定する機械学習分野で広く使われているツールである。
例えば、OTは経験的分布とパラメトリックモデルとの差を定量化する一般的な損失関数である。
近年、エントロピーペナルティ項と祝われるシンクホーンアルゴリズムは、計算効率のよい方法で元のotを近似するために一般的に用いられている。
しかし、シンクホーンアルゴリズムはkullback-leiblerの発散に関連する射影を実行するため、しばしば外れ値に対して脆弱である。
この問題を克服するために、ロバストな統計学で開発されたいわゆる$\beta$-divergence に関連する \beta-potential term によるotの正則化を提案する。
我々の理論的分析により、$\beta$-potential は質量が異常値に輸送されることを防げることが明らかとなった。
提案アルゴリズムで計算した輸送行列は,外乱が存在する場合でも確率分布を頑健に推定する。
さらに,提案手法は,汚染されたデータセットから外れ値を検出することができる。
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