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数据流的近似凸壳。 (英语) Zbl 1499.68408号

Chatzigiannakis,Ioannis(编辑)等人,第45届自动化、语言和编程国际研讨会。2018年7月9日至13日,捷克共和国布拉格,ICALP 2018。诉讼程序。Wadern:达格斯图尔宫——莱布尼茨Zentrum für Informatik。LIPIcs–莱布尼茨国际程序。通知。107,第21条,第13页(2018年)。
小结:给定一个有限点集(P\substeq\mathbb{R}^d),我们希望找到一个小子集(S\substeq P\),使得(S\)的凸壳近似包含(P\)。更正式地说,\(P\)中的每个点都在离\(S\)的凸包的距离\(\varepsilon\)内。这样的子集\(S\)称为\(varepsilon\)-hull。计算(varepsilon)外壳是计算几何、机器学习和近似算法中的一个重要问题。
在许多应用程序中,集合\(P\)太大,无法放入内存。我们考虑流模型,其中算法依次接收\(P\)的点,并努力使用最少的内存。计算ε-壳的现有流算法需要(O(varepsilon^{(1-d)/2}))空间,这对于最坏情况的输入是最佳的。然而,这忽略了数据的结构。我们用OPT表示的(P)的(varepsilon)外壳的最小尺寸可以小得多。一个自然的问题是,流算法是否可以仅使用(O(\mathrm{OPT})空间计算\(\varepsilon\)-hull。
我们首先从下限开始,它表明,在合理的流模型下,不可能有一个单程流算法来计算具有\(O(mathrm{OPT})\)空间的epsilon-hull。相反,我们提出了问题的三种松弛方法,我们可以使用近似线性的空间来计算(varepsilon)-壳。我们的第一个随机到达的点(mathbb{R}^2)的算法使用了(O(logn\cdot\mathrm{OPT})空间。我们的第二个点算法是在输出epsilon-hull之前通过(\mathbb{R}^2)中的点,需要(O(\log(\varepsilon^{-1}))空间。我们的第三个算法,对于任意固定维(d)的(mathbb{R}^d)中的点,以很高的概率输出了除(delta)-方向分数以外的所有方向的epsilon-hull,并且需要(O(mathrm{OPT}\cdot\log\mathrm}OPT})空间。
有关整个系列,请参见[Zbl 1392.68012号].

MSC公司:

68周27 在线算法;流式算法
52B55号 与凸性相关的计算方面
68单位05 计算机图形;计算几何(数字和算法方面)
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