Side information is highly useful in the learning of a nonparametric kernel matrix. However, this often leads to an expensive semidefinite program (SDP). In recent years, a number of dedicated solvers have been proposed. Though much better than off-the-shelf SDP solvers, they still cannot scale to large data sets. In this paper, we propose a novel solver based on the alternating direction method of multipliers (ADMM). The key idea is to use a low-rank decomposition of the kernel matrix $\K = \V^\top \U$, with the constraint that $\V=\U$. The resultant optimization problem, though non-convex, has favorable convergence properties and can be efficiently solved without requiring eigen-decomposition in each iteration. Experimental results on a number of real-world data sets demonstrate that the proposed method is as accurate as directly solving the SDP, but can be one to two orders of magnitude faster.


翻译:边信息在非参数核矩阵学习中非常有用,但往往会导致求解昂贵的半定规划问题。近年来,研究人员提出了多种专用求解器。尽管这些求解器远优于现成的半定规划求解器,但仍无法扩展到大规模数据集。本文提出一种基于交替方向乘子法的新颖求解器,其核心思想是采用核矩阵的低秩分解 $\K = \V^\top \U$,并施加约束 $\V=\U$。所得优化问题虽为非凸,但具有良好的收敛性质,且无需在每次迭代中执行特征分解即可高效求解。多个真实数据集上的实验结果表明,该方法在保持与直接求解半定规划同等精度的同时,可实现一至两个数量级的加速。

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