দুটি গাউসিয়ার মধ্যে আর্থ মুভারের দূরত্ব (ইএমডি)


26

এবং মধ্যে ইএমডি (বা কোনও ধরণের উপর আবদ্ধ) এর জন্য কি কোনও বদ্ধ-সূত্র সূত্র রয়েছে ?x 2N ( μ 2 , Σ 2 )x1N(μ1,Σ1)x2N(μ2,Σ2)


2
En.wikedia.org/wiki/Earth_mover%27s_distance অনুসারে EMD ম্যাল্লোস বা ওয়াসারস্টেইন দূরত্বের সমান, তাই আপনি গুগলিন চেষ্টা করতে পারেন।
কেজেটিল বি হলওয়ার্সন

2
আপনি এই কাগজটি দরকারী খুঁজে পেতে পারেন: vldb.org/pvldb/vol5/p205_brianeruttenberg_vldb2012.pdf
জোজার

উত্তর:


27

পৃথিবী প্রস্তাবক এর দূরত্ব হিসেবে লেখা যেতে পারেEMD(P,Q)=infEXY , যেখানে infimum সব যৌথ ডিস্ট্রিবিউশন অধিগৃহীত হয়X এবংY marginals সঙ্গেXP ,YQ । এটি প্রথম ওয়াসারস্টেইন দূরত্ব হিসাবেও পরিচিত, যা একইWp=inf(EXYp)1/p

যাক XP=N(μx,Σx) , YQ=N(μy,Σy)

নিম্ন সীমা: জেনসেনের অসমতার দ্বারা, যেহেতু নীতিগুলি উত্তল, তাই

EXYE(XY)=μxμy,
সুতরাং EMD সর্বদা কমপক্ষে উপায়গুলির মধ্যে দূরত্ব (কোনও বিতরণের জন্য)।

W2 উপর ভিত্তি করে উপরের আবদ্ধ : আবার জেনসেনের বৈষম্য দ্বারা, (EXY)2EXY2 । এইভাবে W1W2 । কিন্তু Dowson এবং শুরু Landau (1982) প্রতিষ্ঠা করে

W2(P,Q)2=μxμy2+tr(Σx+Σy2(ΣxΣy)1/2),
upper EMD=W1 উপরের গণ্ডি দেওয়া

একটি কঠিন উপরের আবদ্ধ: কাপলিং বিবেচনা করুন এটি নট এবং স্মিথ (1984) দ্বারা প্রাপ্ত মানচিত্র , বিতরণগুলির সর্বোত্তম ম্যাপিংয়ের সময় , জার্নাল অব অপ্টিমাইজেশন থিওরি এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলি, 43 (1) পিপি 39-49 এর জন্য অনুকূল ম্যাপিং হিসাবে ; আরো দেখুন এই ব্লগ পোস্টে । দ্রষ্টব্য যে এবং

XN(μx,Σx)Y=μy+Σx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12A(Xμx).
W2A=AT
EY=μy+A(EXμx)=μyVarY=AΣxAT=Σx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12ΣxΣx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12=Σx12(Σx12ΣyΣx12)Σx12=Σy,
যাতে বৈধ।

দূরত্ব তখন , যেখানে এখন যা with সাথে স্বাভাবিক is XYD

D=XY=XμyA(Xμx)=(IA)Xμy+Aμx,
ED=μxμyVarD=(IA)Σx(IA)T=Σx+AΣxAAΣxΣxA=Σx+ΣyΣx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12Σx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12.

সুতরাং জন্য একটি উপরের হ'ল । দুর্ভাগ্যবশত, এই প্রত্যাশা জন্য একটি বদ্ধ ফর্ম সাধারণ বহুচলকীয় লম্ব জন্য লিখে আশ্চর্যজনক অপ্রীতিকর হল: দেখতে এই প্রশ্নের পাশাপাশি এই একW1(P,Q)ED

যদি এর গোলাকৃতির হয়ে শেষ হয় (যেমন if , , তবে এর বৈকল্পিকতা ) হয়ে যায় প্রশ্নটি একটি সাধারণীকৃত লেগুয়েরে বহুপদী হিসাবে বিবেচনা করে উত্তর দেয়।DΣx=σx2IΣy=σy2ID(σxσy)2I

সাধারণভাবে, আমাদের জেনসেনের অসমতার উপর ভিত্তি করে জন্য একটি সাধারণ উপরের আবদ্ধ রয়েছে , যেমন প্রথম প্রশ্নটিতে উত্পন্ন: ED

(ED)2ED2=μxμy2+tr(Σx+ΣyAΣxΣxA)=μxμy2+tr(Σx)+tr(Σy)2tr(Σx12(Σx12ΣyΣx12)12Σx12)=μxμy2+tr(Σx)+tr(Σy)2tr((Σx12ΣyΣx12)12)=W2(P,Q)2.
শেষে সমতা কারণ ম্যাট্রিক্স এবং অনুরূপ , সুতরাং তাদের একই ইগ্যালভ্যালু রয়েছে এবং এইভাবে তাদের বর্গাকার শিকড়গুলির একই ট্রেস রয়েছে।ΣxΣyΣx12ΣyΣx12=Σx12(ΣxΣy)Σx12

এই বৈষম্য যতক্ষণ না ততক্ষণ কঠোর , which বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ।DΣxΣy

একটি অনুমান : সম্ভবত এই নিকটতম উপরের আবদ্ধ, , আঁটসাঁট। তারপরে আবার, আমার এখানে দীর্ঘ সময়ের জন্য আলাদা আলাদা আবদ্ধ ছিল যে আমি আঁটসাঁট হয়ে থাকার অনুমান করছিলাম যে আসলে ডাব্লু ৩ এর চেয়ে , তাই সম্ভবত আপনার এই অনুমানকে খুব বেশি বিশ্বাস করা উচিত নয়। :)EDW2

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.