An Exact Algorithm of Searching for the Largest Cluster in an Integer-Valued Problem of 2-Partitioning a Sequence


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

We analyze mathematical aspects of one of the fundamental data analysis problems consisting in the search (selection) for the subset with the largest number of similar elements among a collection of objects. In particular, the problem appears in connection with the analysis of data in the form of time series (discrete signals). One of the problems in modeling this challenge is considered, namely, the problem of finding the cluster of the largest size (cardinality) in a 2-partition of a finite sequence of points in Euclidean space into two clusters (subsequences) under two constraints. The first constraint is on the choice of the indices of elements included in the clusters. This constraint simulates the set of time-admissible configurations of similar elements in the observed discrete signal. The second constraint is imposed on the value of the quadratic clustering function. This constraint simulates the level of intracluster proximity of objects. The clustering function under the second constraint is the sum (over both clusters) of the intracluster sums of squared distances between the cluster elements and its center. The center of one of the clusters is unknown and defined as the centroid (the arithmetic mean over all elements of this cluster). The center of the other cluster is the origin. Under the first constraint, the difference between any two subsequent indices of elements contained in a cluster with an unknown center is bounded above and below by some constants. It is established in the paper that the optimization problem under consideration, which models one of the simplest significant problems of data analysis, is strongly NP-hard. We propose an exact algorithm for the case of a problem with integer coordinates of its input points. If the dimension of the space is bounded by a constant, then the algorithm is pseudopolynomial.

Об авторах

A. Kel’manov

Sobolev Institute of Mathematics, Siberian Branch; Novosibirsk State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: kelm@math.nsc.ru
Россия, pr. Akad. Koptyuga 4, Novosibirsk; ul. Pirogova 2, Novosibirsk

S. Khamidullin

Sobolev Institute of Mathematics, Siberian Branch

Email: kelm@math.nsc.ru
Россия, pr. Akad. Koptyuga 4, Novosibirsk

V. Khandeev

Sobolev Institute of Mathematics, Siberian Branch; Novosibirsk State University

Email: kelm@math.nsc.ru
Россия, pr. Akad. Koptyuga 4, Novosibirsk; ul. Pirogova 2, Novosibirsk

A. Pyatkin

Sobolev Institute of Mathematics, Siberian Branch; Novosibirsk State University

Email: kelm@math.nsc.ru
Россия, pr. Akad. Koptyuga 4, Novosibirsk; ul. Pirogova 2, Novosibirsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».