×

奇异值凹函数的摄动不等式及其在低秩矩阵恢复中的应用。 (英语) Zbl 1335.15031号

摘要:本文建立了关于矩阵奇异值的下列扰动结果:设(a,B\In\mathbb{R}^{m\timesn})为给定矩阵,设(f:\mathbb{右}_+\to\mathbb{右}_+\)是满足(f(0)=0)的凹函数。那么,我们有\[\sum_{i=1}^{min\{m,n\}}|f(\sigma_i(A))-f(\sigama_i(B))|\leq\sum_{i=1}^{min,n\{}}f(\signa_i(A-B)),\]其中,(\sigma_i(\cdot)\)表示矩阵的第(i)个最大奇异值。这回答了压缩感知和线性代数界都感兴趣的一个公开问题。特别地,通过对任意(p\In(0,1]\)取\(f(\cdot)=(\ cdot)^p\),我们得到了所谓Schatten(p\)-拟形式的扰动不等式,这允许我们通过流行的Schatten-拟形式启发式来确认一些先前猜想的低秩矩阵恢复条件的有效性。我们相信我们的结果将有进一步的应用,特别是在低秩矩阵恢复的研究中。

理学硕士:

15A45型 涉及矩阵的其他不等式
94甲12 信号理论(表征、重建、滤波等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Ando,T.,规范的比较(|||f(A)-f(B)|||\)和(||| f(|A-B|)|||),数学。Z.,197,3,403-409(1988)·Zbl 0618.47007号
[2] Audenaert,K.M.R.,《Mirsky奇异值不等式的推广》(2014),手稿,网址:
[3] Audenaert,K.M.R。;Kittaneh,F.,《矩阵和算子不等式中的问题和猜想》(2012年),手稿,网址:
[4] Bhatia,R.,矩阵分析,数学研究生教材,第169卷(1997),Springer-Verlag,纽约,Inc.:Springer-Verlag,New York,Inc.纽约
[5] Bourin,J.-C。;Uchiyama,M.,(f(A+B)和(f(A)+f(B))的矩阵次可加不等式,线性代数应用。,423, 2-3, 512-518 (2007) ·Zbl 1123.15013号
[6] 蔡,T.T。;Zhang,A.,Sharp RIP对稀疏信号和低秩矩阵恢复的限制,应用。计算。哈蒙。分析。,35, 1, 74-93 (2013) ·Zbl 1310.94021号
[7] Candès,大肠杆菌。;Recht,B.,恢复低复杂性模型的简单界限,数学。程序。,序列号。A、 141、1-2、577-589(2013)·Zbl 1278.15038号
[8] 坎迪斯,E.J。;Plan,Y.,从最少数量的噪声随机测量中恢复低秩矩阵的紧预言不等式,IEEE Trans。通知。理论,57,4,2342-2359(2011)·Zbl 1366.90160号
[9] 坎迪斯,E.J。;Tao,T.,线性规划解码,IEEE Trans。通知。理论,51,12,4203-4215(2005)·Zbl 1264.94121号
[10] Chandrasekaran,V。;Recht,B。;帕里罗,P.A。;Willsky,A.S.,线性反问题的凸几何,发现。计算。数学。,12, 6, 805-849 (2012) ·Zbl 1280.52008年
[11] Chartrand,R。;Staneva,V.,受限等距特性和非凸压缩传感,逆问题。,24, 3, 035020 (2008) ·Zbl 1143.94004号
[12] 陈,P。;Suter,D.,《恢复大噪声低秩矩阵中缺失的组件:SFM的应用》,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,1051-1063年8月26日(2004年)
[13] 法泽尔,M。;印地语,H。;Boyd,S.P.,应用于最小阶系统近似的秩最小化启发式,(2001年美国控制会议论文集(2001)),4734-4739
[14] Fiedler,M.,厄米矩阵和行列式的界,Proc。阿默尔。数学。Soc.,30,1,27-31(1971年)·Zbl 0277.15010号
[15] Fulton,W.,特征值,不变因子,最高权重,舒伯特演算,布尔。阿默尔。数学。Soc.(N.S.),37,3,209-249(2000)·Zbl 0994.15021号
[16] Ge,D。;蒋,X。;Ye,Y.,关于(L_p)最小化复杂性的注记,数学。程序。,序列号。B、 129、2、285-299(2011)·Zbl 1226.90076号
[17] Gribonval,R。;Nielsen,M.,《基并中的稀疏表示》,IEEE Trans。通知。理论,49,12,3320-3325(2003)·Zbl 1286.94032号
[18] 胡,Y。;张,D。;Ye,J。;李,X。;He,X.,通过截断核范数正则化快速准确地完成矩阵,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,35, 9, 2117-2130 (2013)
[19] 爪哇马德,A。;Montanari,A.,《不完全噪声距离测量的定位》,Found。计算。数学。,13, 3, 297-345 (2013) ·Zbl 1269.05098号
[20] 纪浩。;刘,C。;沈,Z。;Xu,Y.,使用低秩矩阵完成的鲁棒视频去噪,(2010年IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集。2010年IEEE计算机视觉和模式识别会议论文集,CVPR 2010(2010)),1791-1798
[21] 季S。;Sze,K.-F。;Zhou,Z。;所以,A.M.-C。;Ye,Y.,《超越凸松弛:网络定位的多项式非凸优化方法》,(第32届IEEE国际计算机通信会议论文集。第32届EEE国际计算机通信大会论文集,INFOCOM 2013(2013)),2499-2507
[22] 朱迪茨基,A。;Karzan,F.K。;Nemirovski,A.,《关于与一般稀疏结构相关的零空间型恢复条件的统一观点》,《线性代数应用》。,441, 124-151 (2014) ·Zbl 1332.94044号
[23] 科尔钦斯基,V。;Lounici,K。;Tsybakov,A.B.,噪声低秩矩阵补全的核形式惩罚和最优速率,Ann.Statist。,39, 5, 2302-2329 (2011) ·Zbl 1231.62097号
[24] Kong,L。;Xiu,N.,通过非凸Schatten \(p\)-最小化的精确低秩矩阵恢复,亚太地区。J.运营商。决议,30,3(2013)·Zbl 1273.90257号
[26] 赖,M.-J。;Xu,Y。;Yin,W.,无约束平滑(ell_q)最小化的改进迭代加权最小二乘法,SIAM J.Numer。分析。,51, 2, 927-957 (2013) ·兹比尔1268.49038
[27] 刘易斯,A.S。;Sendov,H.S.,奇异值的非光滑分析。第二部分:应用,集值分析。,13, 3, 243-264 (2005) ·Zbl 1129.49026号
[28] 马亚诺维奇,G。;Solo,V.,《关于(l_q)优化和矩阵补全》,IEEE Trans。信号处理。,60, 11, 5714-5724 (2012) ·Zbl 1393.94353号
[29] Mirsky,L.,《对称规范函数与酉不变范数》,Q.J.数学。,11, 1, 50-59 (1960) ·Zbl 0105.01101号
[30] Natarajan,B.K.,线性系统的稀疏近似解,SIAM J.Compute。,24, 2, 227-234 (1995) ·Zbl 0827.68054号
[31] 内加班,S。;Wainwright,M.J.,具有噪声和高维标度的(近)低秩矩阵的估计,Ann.Statist。,39, 2, 1069-1097 (2011) ·Zbl 1216.62090号
[32] 聂,F。;黄,H。;Ding,C.,通过有效Schatten范数最小化实现低秩矩阵恢复,(第26届AAAI人工智能会议论文集。第26届APAI人工智慧会议论文集,AAAI-12(2012)),655-661
[33] Oymak,S。;莫汉,K。;法泽尔,M。;Hassibi,B.,低秩矩阵恢复条件的简化方法,(2011年IEEE信息理论国际研讨会论文集。2011年IEEE-信息理论国际会议论文集,ISIT 2011(2011)),2318-2322
[34] 潘,Z。;张,C.,通过非凸正则回归进行稀疏估计的松弛稀疏特征值条件,模式识别。,48, 1, 231-243 (2015) ·Zbl 06805405号
[35] Recht,B。;法泽尔,M。;Parrilo,P.A.,通过核范数最小化保证线性矩阵方程的最小秩解,SIAM Rev.,52,3,471-501(2010)·Zbl 1198.90321号
[36] Recht,B。;徐伟(Xu,W.)。;Hassibi,B.,秩最小化的空空间条件和阈值,数学。程序。,序列号。B、 127、1、175-202(2011)·Zbl 1211.90172号
[37] 罗伊登,H.L.,《真实分析》(1988),麦克米伦出版公司:纽约麦克米伦出版公司·Zbl 0704.26006号
[38] Ruszczynski,A.,非线性优化(2006),普林斯顿大学出版社:普林斯顿大学出版,新泽西州普林斯顿·Zbl 1108.90001号
[39] 斯图尔特,G.W。;Sun,J.,矩阵微扰理论(1990),学术出版社:波士顿学术出版社·Zbl 0706.65013号
[40] Strohmer,T.,《测量应测量的内容:压缩传感的进展和挑战》,IEEE信号处理。莱特。,1887-893年12月19日(2012年)
[41] 汤普森,R.C。;Freede,L.J.,关于厄米矩阵和的特征值,线性代数应用。,4, 4, 369-376 (1971) ·Zbl 0228.15005号
[42] 王,M。;徐伟(Xu,W.)。;Tang,A.,关于通过(\ell_p)-最小化((0\leq p\leq 1)实现稀疏恢复的性能,IEEE Trans。通知。理论,57,11,7255-7278(2011)·Zbl 1365.65177号
[43] Wen,J。;李,D。;Zhu,F.,通过(l_p)最小化实现稀疏信号的稳定恢复,应用。计算。哈蒙。分析。,38, 1, 161-176 (2015) ·Zbl 1345.94020号
[44] Wu,R。;Chen,D.-R.,通过(ell_p)最小化恢复的受限等距常数的改进界,IEEE Trans。通知。理论,59,9,6142-6147(2013)·Zbl 1364.94177号
[45] 张,M。;黄,Z.-H。;Zhang,Y.,非凸矩阵恢复的受限\(p\)-等距性质,IEEE Trans。通知。理论,59,7,4316-4323(2013)·Zbl 1364.94179号
[46] Zhang,Y。;邱,L.,从奇异值的次可加不等式到正则角的三角不等式,SIAM J.矩阵分析。申请。,31, 4, 1606-1620 (2010) ·Zbl 1206.15018号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。