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Núcleo de fusión para optimización bayesiana en el espacio de permutación

Created by
  • Haebom

Autor

Zikai Xie, Linjiang Chen

Describir

Este artículo presenta un algoritmo de optimización bayesiana (BO) para problemas de optimización de caja negra en el espacio de permutaciones. Las técnicas de BO más avanzadas se basan en el kernel de Mallows de complejidad $\Omega(n^2)$, que enumera explícitamente todas las comparaciones por pares. En este artículo, proponemos un nuevo marco para generar funciones kernel en el espacio de permutaciones basado en algoritmos de ordenamiento. Dentro de este marco, el kernel de Mallows puede considerarse un caso especial derivado del ordenamiento de burbuja. Además, presentamos un kernel de fusión (Merge) construido a partir del ordenamiento por fusión (merge sort), que reduce la complejidad cuadrática a $\Theta(n\log n)$, logrando la menor complejidad. El vector de características resultante es mucho más corto y puede calcularse en tiempo logarítmico lineal, a la vez que captura eficientemente distancias de permutación significativas. Para mejorar la robustez y la invariancia del lado derecho, manteniendo la compacidad, incorporamos adicionalmente tres descriptores ligeros independientes de la tarea: histograma de desplazamiento, línea de par dividido y motivos de ventana deslizante. Los resultados experimentales muestran que el kernel propuesto supera consistentemente a los kernels Mallows de última generación existentes en diversas pruebas de referencia de optimización de permutaciones. Demostramos que el kernel Merge proporciona una solución más compacta y eficiente para la optimización bayesiana en el espacio de permutaciones.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Se presenta un nuevo marco para la optimización bayesiana en el espacio de permutación.
Un núcleo Merge propuesto que mejora la complejidad del núcleo Mallows existente de $\Omega(n^2)$ a $\Theta(n\log n)$.
Se ha demostrado experimentalmente que el kernel Merge es más eficiente y efectivo que el kernel Mallows.
Se mejoró la robustez y la invariancia del lado derecho al agregar descriptores livianos independientes de la tarea.
Limitations:
Se necesita más investigación sobre la aplicabilidad del marco propuesto y del núcleo de fusión a problemas generales de optimización del espacio de permutación.
Se necesita una evaluación de rendimiento adicional para permutaciones de diferentes tamaños.
Necesidad de desarrollo de kernel y análisis comparativo utilizando diferentes tipos de algoritmos de clasificación.
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