Quantization of random distributions under KL divergence

Aviv Adler, Jennifer Tang, Yury Polyanskiy

Communication écrite (2021)

Document publié alors que les auteurs ou autrices n'étaient pas affiliés à Polytechnique Montréal

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Résumé

Consider the problem of representing a distribution π on a large alphabet of size k up to fidelity ε in Kullback-Leibler (KL) divergence. Heuristically, arguing as for quadratic loss in high dimension, one expects that about (k/2)log(1/ε) bits would be required. We show this intuition is correct by proving explicit non-asymptotic bounds for the minimal average distortion when π is randomly sampled from a symmetric Dirichlet prior on the simplex. Our method is to reduce the single-sample problem to the traditional setting of iid samples, but for a non-standard rate distortion question with the novel distortion measure d(x,y)=xlog(x/y), which we call divergence distortion. Practically, our results advocate using a x↦x2/3 compander (for small x) followed by a uniform scalar quantizer for storing large-alphabet distributions.

Mots clés

Organismes subventionnaires:
National Science Foundation
Numéro de subvention:
CCF-17-17842
ISBN:
9781538682098
Adresse URL de PolyPublie:
Nom de la conférence:
2021 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT 2021)
Lieu de la conférence:
Melbourne, Australia
Date(s) de la conférence:
2021-07-12 - 2021-07-20
Maison d'édition:
IEEE
OAI:
oai:publications.polymtl.ca:80292
ORCID
Date du dépôt:
12 août 2026 14:39
Dernière modification:
14 oct. 2026 14:46
Citer en APA 7:
Adler, A., Tang, J., & Polyanskiy, Y. (juillet 2021). Quantization of random distributions under KL divergence [Communication écrite]. 2021 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT 2021), Melbourne, Australia. https://doi.org/10.1109/isit45174.2021.9518081

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