論文の概要: Linearized Diffusion Map
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14257v1
- Date: Fri, 18 Jul 2025 11:56:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:31.806767
- Title: Linearized Diffusion Map
- Title(参考訳): 線形拡散写像
- Authors: Julio Candanedo,
- Abstract要約: 本稿では,拡散マップカーネルの線形近似を用いて構築した線形次元削減法である線形化拡散マップ(LDM)を紹介する。
本分析は, LDMを有望な理論的, 実用的拡張を伴う新しい線形次元削減手法として位置づける。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce the Linearized Diffusion Map (LDM), a novel linear dimensionality reduction method constructed via a linear approximation of the diffusion-map kernel. LDM integrates the geometric intuition of diffusion-based nonlinear methods with the computational simplicity, efficiency, and interpretability inherent in linear embeddings such as PCA and classical MDS. Through comprehensive experiments on synthetic datasets (Swiss roll and hyperspheres) and real-world benchmarks (MNIST and COIL-20), we illustrate that LDM captures distinct geometric features of datasets compared to PCA, offering complementary advantages. Specifically, LDM embeddings outperform PCA in datasets exhibiting explicit manifold structures, particularly in high-dimensional regimes, whereas PCA remains preferable in scenarios dominated by variance or noise. Furthermore, the complete positivity of LDM's kernel matrix allows direct applicability of Non-negative Matrix Factorization (NMF), suggesting opportunities for interpretable latent-structure discovery. Our analysis positions LDM as a valuable new linear dimensionality reduction technique with promising theoretical and practical extensions.
- Abstract(参考訳): 本稿では,拡散マップカーネルの線形近似を用いて構築した線形次元削減法である線形化拡散マップ(LDM)を紹介する。
LDMは拡散に基づく非線形手法の幾何学的直観と、PCAや古典MDSのような線形埋め込みに固有の計算の単純さ、効率、解釈可能性を統合する。
合成データセット(スイスロールとハイパースフィア)と実世界のベンチマーク(MNISTとCOIL-20)に関する総合的な実験を通じて、LCMはPCAと比較してデータセットの幾何学的特徴を捉え、相補的な優位性を提供することを示した。
特に、LDMの埋め込みは、特に高次元のレジームにおいて、明示的な多様体構造を示すデータセットにおいてPCAよりも優れ、一方、PCAは分散やノイズに支配されるシナリオにおいて好まれる。
さらに、LDMのカーネルマトリックスの完全な陽性により、非負行列因子化(NMF)の直接適用が可能となり、解釈可能な潜在構造発見の機会が示唆された。
本分析は, LDMを有望な理論的, 実用的拡張を伴う新しい線形次元削減手法として位置づける。
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