Approximation Schemes for Clustering with Outliers
Notice bibliographique
Résumé
Clustering problems are well-studied in a variety of fields such as data science, operations research, and computer science. Such problems include variants of centre location problems, k-median, and k-means to name a few. In some cases, not all data points need to be clustered; some may be discarded for various reasons. For instance, some points may arise from noise in a data set or one might be willing to discard a certain fraction of the points to avoid incurring unnecessary overhead in the cost of a clustering solution. We study clustering problems with outliers. More specifically, we look at UNCAPACITATED FACILITY LOCATION (UFL), k-MEDIAN, and k-MEANS. In these problems, we are given a set χ of data points in a metric space δ(.,.), a set C of possible centres (each maybe with an opening cost), maybe an integer parameter k, plus an additional parameter z as the number of outliers. In UNCAPACITATED FACILITY LOCATION with outliers, we have to open some centres, discard up to z points of χ and assign every other point to the nearest open centre, minimizing the total assignment cost plus centre opening costs. In k-MEDIAN and k-MEANS, we have to open up to k centres but there are no opening costs. In k-MEANS, the cost of assigning j to i is δ2(j, i). We present several results. Our main focus is on cases where δ is a doubling metric (this includes fixed dimensional Euclidean metrics as a special case) or is the shortest path metrics of graphs from a minor-closed family of graphs. For UNIFORM-COST UFL with outliers on such metrics we show that a multiswap simple local search heuristic yields a PTAS. With a bit more work, we extend this to bicriteria approximations for the k-MEDIAN and k-MEANS problems in the same metrics where, for any constant ε > 0, we can find a solution using (1 + ε)k centres whose cost is at most a (1 + ε)-factor of the optimum and uses at most z outliers. Our algorithms are all based on natural multiswap local search heuristics. We also show that natural local search heuristics that do not violate the number of clusters and outliers for k-MEDIAN (or k-MEANS) will have unbounded gap even in Euclidean metrics. Furthermore, we show how our analysis can be extended to general metrics for k-MEANS with outliers to obtain a (25 + ε, 1 + ε)-approximation: an algorithm that uses at most (1 + ε)k clusters and whose cost is at most 25 + ε of optimum and uses no more than z outliers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».