論文の概要: Optimal Transport with Cyclic Symmetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.13147v1
- Date: Wed, 22 Nov 2023 04:18:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-23 16:22:11.767252
- Title: Optimal Transport with Cyclic Symmetry
- Title(参考訳): 環状対称性をもつ最適輸送
- Authors: Shoichiro Takeda, Yasunori Akagi, Naoki Marumo, Kenta Niwa
- Abstract要約: 入力データの循環対称性構造を利用した最適輸送(OT)のための新しい高速アルゴリズムを提案する。
本稿では、初めてOT研究分野に対称性の概念を導入することに成功している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.140178595218625
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose novel fast algorithms for optimal transport (OT) utilizing a
cyclic symmetry structure of input data. Such OT with cyclic symmetry appears
universally in various real-world examples: image processing, urban planning,
and graph processing. Our main idea is to reduce OT to a small optimization
problem that has significantly fewer variables by utilizing cyclic symmetry and
various optimization techniques. On the basis of this reduction, our algorithms
solve the small optimization problem instead of the original OT. As a result,
our algorithms obtain the optimal solution and the objective function value of
the original OT faster than solving the original OT directly. In this paper,
our focus is on two crucial OT formulations: the linear programming OT (LOT)
and the strongly convex-regularized OT, which includes the well-known
entropy-regularized OT (EROT). Experiments show the effectiveness of our
algorithms for LOT and EROT in synthetic/real-world data that has a
strict/approximate cyclic symmetry structure. Through theoretical and
experimental results, this paper successfully introduces the concept of
symmetry into the OT research field for the first time.
- Abstract(参考訳): 入力データの循環対称性構造を利用した最適輸送(OT)のための新しい高速アルゴリズムを提案する。
このような循環対称性を持つotは、画像処理、都市計画、グラフ処理といった様々な実例において普遍的に現れる。
本研究の主目的は, 循環対称性と様々な最適化手法を用いて, 変数が著しく少ない小さな最適化問題に還元することである。
この削減に基づいて、アルゴリズムは元のOTの代わりに小さな最適化問題を解く。
その結果、本アルゴリズムは元のOTを直接解くよりも早く、元のOTの最適解と目的関数値を得ることができた。
本稿では,線形計画 ot (lot) と強凸正規化 ot (entropy-regularized ot) という2つの重要な ot 定式化に注目する。
厳密/近似循環対称性を持つ合成/実世界のデータにおけるLOTとEROTのアルゴリズムの有効性を示す実験を行った。
理論的および実験的結果を通じて, ot研究分野に対称性の概念を初めて導入することに成功した。
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