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Oracle-basiertes aktives Mengenverfahren für skalierbares Elastisches Netz-Unterraumclustering

Chong You; Chun-Guang Li; Daniel P. Robinson; Rene Vidal

Zusammenfassung

Zustandsderkunst-Methoden für Subraumclustering basieren auf der Darstellung jedes Datenpunkts als lineare Kombination anderer Datenpunkte, wobei die Koeffizientenmatrix mit 1\ell_11, 2\ell_22 oder nuklearen Normen regularisiert wird. Die Regularisierung mit 1\ell_11-Norm garantiert unter weitreichenden theoretischen Bedingungen eine subraum-bewahrende Affinität (d.h., es gibt keine Verbindungen zwischen Punkten aus verschiedenen Subräumen), aber die Clusters können unverbunden sein. Die Regularisierung mit 2\ell_22- und nuklearen Normen verbessert oft die Verbundenheit, bietet jedoch eine subraum-bewahrende Affinität nur für unabhängige Subräume. Gemischte Regularisierungen mit 1\ell_11, 2\ell_22 und nuklearen Normen bieten einen Kompromiss zwischen den Eigenschaften der Subraumbewahrung und der Verbundenheit, was jedoch zu erhöhter rechnerischer Komplexität führt. In dieser Arbeit wird die Geometrie des Elastic Net-Regularisierers (eine Mischung aus 1\ell_11- und 2\ell_22-Norm) untersucht und verwendet, um eine beweisbar korrekte und skalierbare Active Set-Methode zur Bestimmung der optimalen Koeffizienten abzuleiten. Unsere geometrische Analyse liefert auch eine theoretische Begründung sowie eine geometrische Interpretation für das Gleichgewicht zwischen den Eigenschaften der Verbundenheit (aufgrund der 2\ell_22-Regularisierung) und der Subraumbewahrung (aufgrund der 1\ell_11-Regularisierung) beim Elastic Net-Subraumclustering. Unsere Experimente zeigen, dass die vorgeschlagene Active Set-Methode nicht nur den Stand der Technik in Bezug auf Clusterverbesserung erreicht, sondern auch effizient große Datensätze verarbeitet.


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