衡量3D 点云、高分子构型等结构性数据之间的距离关系时,一个关键要求是对刚体/等距变换保持不变:即对样本施加旋转、平移后,分布间距离不应改变。本文将这一性质记为SE(p) 不变性
但要同时满足SE(p) 不变性、严格的度量(Metric)性质,并具备高效且可扩展的计算,现有方法往往难以兼顾:要么需要显式求解几何对齐或引入复杂优化,计算开销高;要么计算更高效,却难以满足严格的度量性质,从而削弱其作为通用距离的理论保证与下游适用性
为此,本文提出一种具有 SE(p) 不变传输性质的度量 SEINT:通过构造无需训练的 SE(p) 不变表示,将高维结构信息压缩为可用于 Optimal Transport (OT) 对齐的一维表征,从而在保持不变性与严格度量性质的同时显著提升效率。

- 代码地址:https://github.com/junyilin559/SEINT
- 论文地址:https://openreview.net/forum?id=oyxExc7TEl
要点速览
- 新表征:本文创新性地提出了两种等距不变的分布表征(PTD / DcPTD),无需训练即可将任意维度空间中的分布映射为一维表示
- 新度量:基于上述一维表示构建由一维 OT 对齐实现的 SE(p) 不变距离SEINT,该距离可被严格证明为在范数空间等距类上的度量
- 跨空间:除旋转/平移不变外,SEINT 还能比较任意等距类分布,因此支持跨空间分布距离的定义。
- 可拓展:SEINT 方法目前已在范数空间得到了广泛应用,其形式还可进一步拓展到任意度量空间中。
最优传输(OT)在分布匹配与对齐任务中应用广泛,也是衡量分布差异的核心工具之一。但当我们希望一个距离同时满足:SE(p)(旋转 + 平移)不变、严格的度量性质(Metric)、以及可扩展的高效计算时,现有方法往往难以兼顾这些方面。通常来说,强调度量性与等距不变性的内蕴式(基于关系结构)方法计算代价较高;而更快的外蕴式/表征式对齐虽高效,却难同时保证这些理论性质。
