Given functions $f$ and $g$ defined on the subset lattice of order $n$, their min-sum subset convolution, defined for all $S \subseteq [n]$ as \[ (f \star g)(S) = \min_{T \subseteq S}\:\big(f(T) + g(S \setminus T)\big), \] lies at the heart of several NP-hard optimization problems, such as minimum-cost $k$-coloring, the prize-collecting Steiner tree, and many others in computational biology. Despite its importance, its na\"ive $O(3^n)$-time evaluation remains the fastest known, the other alternative being an $\tilde O(2^n M)$-time algorithm for instances where the input functions have a bounded integer range $\{-M, \ldots, M\}$. We study for the first time the $(1 + \varepsilon)$-approximate min-sum subset convolution and present both a weakly- and strongly-polynomial approximation algorithm, running in time $\tilde O(2^n \log M / \varepsilon)$ and $\tilde O(2^\frac{3n}{2} / \sqrt{\varepsilon})$, respectively. To demonstrate the applicability of our work, we present the first exponential-time $(1 + \varepsilon)$-approximation schemes for the above optimization problems. Our algorithms lie at the intersection of two lines of research that have been so far considered separately: $\textit{sequence}$ and $\textit{subset}$ convolutions in semi-rings. We also extend the recent framework of Bringmann, K\"unnemann, and W\k{e}grzycki [STOC 2019] to the context of subset convolutions.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学(特别是功能分析)中,卷积是对两个函数(f和g)的数学运算,产生三个函数,表示第一个函数的形状如何被另一个函数修改。 卷积一词既指结果函数,又指计算结果的过程。 它定义为两个函数的乘积在一个函数反转和移位后的积分。 并针对所有shift值评估积分,从而生成卷积函数。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月30日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月30日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月30日
Arxiv
0+阅读 · 2024年5月30日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员