論文の概要: Scalable Minimum-Volume Simplex Estimation with Non-asymptotic Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25576v2
- Date: Fri, 25 Sep 2026 01:06:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.033608
- Title: Scalable Minimum-Volume Simplex Estimation with Non-asymptotic Analysis
- Title(参考訳): 非漸近解析による拡張性最小体積単純度推定
- Abstract要約: 既存の推定器は、サンプルごとの立方体処理か、または$O(NK)$ストレージを必要とする。
DeepMVSAは神経暗黙の形で最小限の原理を再表現する。
最大$N=108$の合成観測実験は、予測された精度とスケーリングと一致している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.008906408145323
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the estimation of a $K$-dimensional simplex from $N$ i.i.d.\ points sampled uniformly from its interior; the observations are convex combinations of $K+1$ unknown prototypes. Existing polynomial-time estimators need cubic per-sample work or $O(NK)$ storage and are impractical at $N\sim 10^6$--$10^8$. We propose DeepMVSA, which re-expresses the minimum-volume principle in neural implicit form: a lightweight coordinate network generates the mixing weights and a triangular LU-type parameterization the dual simplex matrix, reducing the trainable-state memory to $O(K^2)$, independent of $N$, and the cost per data pass to $O(NK^2)$. We prove a non-asymptotic sample-complexity bound of the polynomial-time benchmark order for a localized surrogate estimator; an oracle inequality for every global minimizer of the neural objective, with volume-inflation control and an explicit shrinkage bias; a conditional end-to-end error budget separating statistical, approximation, optimization, and enclosure-residual terms on an explicit envelope event; and two-point lower bounds: at any noise level $σ>0$ fixed independently of $N$, the $N^{-1/2}$ scaling is unimprovable in its $N$-exponent. Experiments with up to $N=10^8$ synthetic observations are consistent with the predicted accuracy and scaling, and feasibility on real scenes of $\sim 10^7$ pixels is demonstrated.
- Abstract(参考訳): 我々は、内部から一様にサンプリングされた$N$ i.i.d.\点から$K$次元の単純点を推定し、その観測は、$K+1$未知のプロトタイプの凸結合である。
既存の多項式時間推定器は、サンプル当たりの立方的作業またはO(NK)$ストレージを必要とし、N\sim 10^6$-$10^8$で非現実的である。
軽量座標ネットワークは混合重みと三角LU型パラメータ化を二重単純行列に生成し、トレーニング可能な状態メモリを$O(K^2)$、$N$とは独立に$O(NK^2)$に還元し、データ当たりのコストを$O(NK^2)$とする。
局所的なサロゲート推定器に対する多項式時間ベンチマークオーダーの非漸近的なサンプル-複雑性境界、体積インフレーション制御と明示的収縮バイアスを持つ神経目的のすべての大域的最小化器に対するオラクル不等式、明示的エンベロープイベントにおける統計的、近似、最適化、および囲い込み残差項を分離する条件付きエラー予算、および2点下限:任意のノイズレベル$σ>0$$$N$とは独立に固定された場合、$N$-1/2$スケールは$N$-exponentでは不可能である。
N=10^8$の合成観測実験は、予測精度とスケーリングと一致し、$\sim 10^7$ピクセルの実シーンで実現可能性を示す。
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