論文の概要: Kernel $k$-Medoids as General Vector Quantization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.04786v1
- Date: Thu, 05 Jun 2025 09:14:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.62351
- Title: Kernel $k$-Medoids as General Vector Quantization
- Title(参考訳): 一般ベクトル量子化としてのカーネル$k$-メドイド
- Authors: Thore Gerlach, Sascha Mücke, Christian Bauckhage,
- Abstract要約: ベクトル量子化(VQ)は機械学習とデータ圧縮において広く使われている技術である。
$k$-medoidsクラスタリングとカーネル密度推定(KDE)アプローチは、2つの顕著で一見無関係なパラダイムを表している。
擬似非拘束バイナリ最適化(QUBO)のレンズによる接続性について検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8006089848189193
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Vector Quantization (VQ) is a widely used technique in machine learning and data compression, valued for its simplicity and interpretability. Among hard VQ methods, $k$-medoids clustering and Kernel Density Estimation (KDE) approaches represent two prominent yet seemingly unrelated paradigms -- one distance-based, the other rooted in probability density matching. In this paper, we investigate their connection through the lens of Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO). We compare a heuristic QUBO formulation for $k$-medoids, which balances centrality and diversity, with a principled QUBO derived from minimizing Maximum Mean Discrepancy in KDE-based VQ. Surprisingly, we show that the KDE-QUBO is a special case of the $k$-medoids-QUBO under mild assumptions on the kernel's feature map. This reveals a deeper structural relationship between these two approaches and provides new insight into the geometric interpretation of the weighting parameters used in QUBO formulations for VQ.
- Abstract(参考訳): ベクトル量子化(Vector Quantization, VQ)は、機械学習とデータ圧縮において広く使われている技法であり、その単純さと解釈可能性から評価されている。
ハードVQ法では、$k$-medoidsクラスタリングとカーネル密度推定(KDE)アプローチは、2つの顕著で一見無関係なパラダイムを表現している。
本稿では,2次非拘束バイナリ最適化 (QUBO) のレンズによる接続について検討する。
中心性と多様性のバランスをとる$k$-medoidsに対するヒューリスティックなQUBOの定式化と、KDEベースのVQにおける最大平均離散性を最小化するQUBOの原理を比較した。
意外なことに、KDE-QUBOはカーネルの機能マップ上の軽度の仮定の下で、$k$-medoids-QUBOの特別なケースであることを示す。
これはこれらの2つのアプローチのより深い構造的関係を明らかにし、VQのQUBO定式化で用いられる重み付けパラメータの幾何学的解釈に関する新たな洞察を提供する。
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