論文の概要: Wasserstein Mirror Gradient Flow as the limit of the Sinkhorn Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16421v1
- Date: Mon, 31 Jul 2023 06:11:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-01 15:37:41.627199
- Title: Wasserstein Mirror Gradient Flow as the limit of the Sinkhorn Algorithm
- Title(参考訳): シンクホーンアルゴリズムの限界としてのwassersteinミラー勾配流
- Authors: Nabarun Deb, Young-Heon Kim, Soumik Pal, and Geoffrey Schiebinger
- Abstract要約: シンクホーンアルゴリズムの反復から得られる限界の列が、ワッサーシュタイン空間上の絶対連続曲線に収束することを証明する。
この極限はシンクホーンフローと呼ばれ、ワッサーシュタインミラー勾配流の例である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.15749416770494706
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We prove that the sequence of marginals obtained from the iterations of the
Sinkhorn algorithm or the iterative proportional fitting procedure (IPFP) on
joint densities, converges to an absolutely continuous curve on the
$2$-Wasserstein space, as the regularization parameter $\varepsilon$ goes to
zero and the number of iterations is scaled as $1/\varepsilon$ (and other
technical assumptions). This limit, which we call the Sinkhorn flow, is an
example of a Wasserstein mirror gradient flow, a concept we introduce here
inspired by the well-known Euclidean mirror gradient flows. In the case of
Sinkhorn, the gradient is that of the relative entropy functional with respect
to one of the marginals and the mirror is half of the squared Wasserstein
distance functional from the other marginal. Interestingly, the norm of the
velocity field of this flow can be interpreted as the metric derivative with
respect to the linearized optimal transport (LOT) distance. An equivalent
description of this flow is provided by the parabolic Monge-Amp\`{e}re PDE
whose connection to the Sinkhorn algorithm was noticed by Berman (2020). We
derive conditions for exponential convergence for this limiting flow. We also
construct a Mckean-Vlasov diffusion whose marginal distributions follow the
Sinkhorn flow.
- Abstract(参考訳): 我々は、シンクホーンアルゴリズムの反復あるいは関節密度に対する反復比例フィッティング手順(IPFP)から得られる限界の列が、正規化パラメータ $\varepsilon$ が 0 に収束し、反復の数が 1/\varepsilon$ (およびその他の技術的仮定) にスケールされるので、2$-ワッサーシュタイン空間上の絶対連続曲線に収束することを示した。
この限界は、我々がシンクホーン流と呼ぶもので、ワッサースタインミラー勾配流の一例であり、よく知られているユークリッドミラー勾配流に触発された概念である。
シンクホーンの場合、勾配は一方の辺点に関して相対エントロピー汎関数の勾配であり、鏡はもう一方の辺点から2乗ワッサースタイン距離汎関数の半分である。
興味深いことに、この流れの速度場のノルムは、線形化された最適輸送(LOT)距離に関する計量微分として解釈できる。
この流れの等価な記述は、Sinkhornアルゴリズムへの接続が Berman (2020) によって発見された放物型 Monge-Amp\`{e}re PDE によって提供される。
この制限流に対する指数収束条件を導出する。
また、シンクホーン流に沿う境界分布を持つMckean-Vlasov拡散も構成する。
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