This paper mainly studies the gradient-based Jacobi-type algorithms to maximize two classes of homogeneous polynomials with orthogonality constraints, and establish their convergence properties. For the first class of homogeneous polynomials subject to a constraint on a Stiefel manifold, we reformulate it as an optimization problem on a unitary group, which makes it possible to apply the gradient-based Jacobi-type (Jacobi-G) algorithm. Then, if the subproblem can always be represented as a quadratic form, we establish the global convergence of Jacobi-G under any one of three conditions. The convergence result for the first condition is an easy extension of the result in [Usevich et al. SIOPT 2020], while other two conditions are new ones. This algorithm and the convergence properties apply to the well-known joint approximate symmetric tensor diagonalization. For the second class of homogeneous polynomials subject to constraints on the product of Stiefel manifolds, we reformulate it as an optimization problem on the product of unitary groups, and then develop a new gradient-based multi-block Jacobi-type (Jacobi-MG) algorithm to solve it. We establish the global convergence of Jacobi-MG under any one of the above three conditions, if the subproblem can always be represented as a quadratic form. This algorithm and the convergence properties are suitable to the well-known joint approximate tensor diagonalization. As the proximal variants of Jacobi-G and Jacobi-MG, we also propose the Jacobi-GP and Jacobi-MGP algorithms, and establish their global convergence without any further condition. Some numerical results are provided indicating the efficiency of the proposed algorithms.


翻译:本文主要研究基于梯度的雅可比型算法,用于最大化两类带正交约束的齐次多项式,并建立其收敛性质。针对第一类受Stiefel流形约束的齐次多项式,我们将其重新表述为酉群上的优化问题,这使得应用基于梯度的雅可比型(Jacobi-G)算法成为可能。接着,若子问题总能表示为二次型,我们在三种条件中的任一种下建立Jacobi-G的全局收敛性。第一种条件的收敛结果是[Usevich等, SIOPT 2020]中结果的简单推广,而另两种条件是新的。该算法及收敛性质适用于著名的联合近似对称张量对角化问题。针对第二类受Stiefel流形乘积约束的齐次多项式,我们将其重新表述为酉群乘积上的优化问题,进而提出一种新的基于梯度的多块雅可比型(Jacobi-MG)算法进行求解。若子问题总能表示为二次型,我们在上述三种条件中的任一种下建立Jacobi-MG的全局收敛性。该算法及收敛性质适用于著名的联合近似张量对角化问题。作为Jacobi-G和Jacobi-MG的近端变体,我们还提出了Jacobi-GP和Jacobi-MGP算法,并在无需额外条件的情况下建立其全局收敛性。数值结果表明所提算法的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月8日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月7日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
1+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
79+阅读 · 2021年3月16日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员