×

矩阵分解的随机算法。 (英语) Zbl 1210.65095号

给定一个较大的实矩阵(a在{mathbb R}^{m乘以n}中),其思想是用一个在谱范数中尽可能接近的秩-(k)矩阵来近似它。作者分析了一种从具有(n(0,1)高斯分布项的随机矩阵开始的方法。通过构造(GA)的特定秩-(k)近似,可以从存储在矩阵(B)中的(a)中选择(k)列。
通过这些计算,还可以构造矩阵(P\in{mathbbR}^{k\timesn})。它们一起导致近似于\(a\)的秩-\(k\)矩阵\(Z=BP\)。通常,\(l\)略大于\(k\)。例如,如果\(l=k+20\),则\(\|A-Z\|\leq10\sqrt{k(k+20)nm}\;\sigma{k+1}),概率至少为(1-10^{-17})。这里,\(\sigma_{k+1}\)是\(A\)的\(k+1)\)第一个奇异值。这个(sigma{k+1})是经典最优秩-(k)近似的误差,它是通过只保留(A)的SVD中的最大奇异值而获得的。不仅可以使用简单的矩阵-向量乘法与(A)和(A^T)计算(A)的秩-(k)近似,还可以获得近似奇异值分解(SVD)。计算复杂度通常与Lanczos程序相当。

MSC公司:

65楼30 其他矩阵算法(MSC2010)
65层20 超定系统伪逆的数值解

软件:

算法844
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Berry,M.W。;Pulatova,S.A。;Stewart,G.W.,《844算法:计算稀疏矩阵的稀疏缩减秩近似》,ACM Trans。数学。软件,31,2,252-269(2005)·Zbl 1070.65539号
[2] 澳大利亚比约克。,Gram-Schmidt正交化的数论,线性代数应用。,197-198, 297-316 (1994) ·Zbl 0801.65039号
[3] Chan,T.F。;Hansen,P.C.,秩揭示QR因子分解的一些应用,SIAM J.Sci。统计计算。,13, 3, 727-741 (1992) ·Zbl 0756.65032号
[4] 陈,Z。;Dongarra,J.J.,高斯随机矩阵的条件数,SIAM J.矩阵分析。申请。,27, 3, 603-620 (2005) ·兹伯利1107.15016
[5] Cheng,H。;Gimbutas,Z。;Martinsson,P.-G。;Rokhlin,V.,《关于低秩矩阵的压缩》,SIAM J.Sci。计算。,26, 4, 1389-1404 (2005) ·Zbl 1083.65042号
[6] Goldstine,H.H。;冯·诺依曼,J.,高阶矩阵的数值反演,II,Proc。阿默尔。数学。Soc.,2188-202(1951)·Zbl 0043.12301
[7] Golub,G.H。;Van Loan,C.F.,《矩阵计算》(1996),约翰霍普金斯大学出版社:约翰霍普金大学出版社,马里兰州巴尔的摩·Zbl 0865.65009号
[8] Goreinov,S.A。;Tyrtyshnikov,E.E.,低秩矩阵近似中的最大体积概念,(Olshevsky,V.,《数学、计算机科学和工程中的结构化矩阵I:AMS-IMS-SIAM联合夏季研究会议论文集》。《数学、计算科学和工程的结构化矩阵I:AMS-IM-SIAM联合夏季研究会论文集》,科罗拉多大学博尔德分校,1999年6月27日至7月1日。数学、计算机科学和工程中的结构化矩阵I:AMS-IMS-SIAM联合夏季研究会议论文集。数学、计算机科学和工程中的结构化矩阵I:AMS-IMS-SIAM联合夏季研究会议记录,科罗拉多大学,博尔德,1999年6月27日至7月1日,康泰姆。数学。,第280卷(2001),AMS出版物:AMS出版物普罗维登斯,RI),47-51·Zbl 1003.15025号
[9] Goreinov,S.A。;Tyrtyshnikov,E.E。;Zamarashkin,N.L.,最大体积矩阵的伪骨架近似,数学。注释,62,4,515-519(1997)·Zbl 0916.65040号
[10] Goreinov,S.A。;Tyrtyshnikov,E.E。;Zamarashkin,N.L.,伪骨架近似理论,线性代数应用。,261, 1-3, 1-21 (1997) ·Zbl 0877.65021号
[11] 顾先生。;Eisenstat,S.C.,《计算强秩揭示QR因式分解的高效算法》,SIAM J.Sci。计算。,17, 4, 848-869 (1996) ·Zbl 0858.65044号
[12] Martinsson,P.-G。;Rokhlin,V。;Tygert,M.,关于有界函数的有限维空间中的插值和积分,Commun。申请。数学。计算。科学。,1, 133-142 (2006) ·Zbl 1111.65010号
[13] P.-G.Martinsson,V.Rokhlin,M.Tygert,矩阵近似的随机算法,技术代表,1361,耶鲁大学计算机科学系,2006年6月。;P.-G.Martinsson,V.Rokhlin,M.Tygert,矩阵近似的随机算法,技术代表,1361,耶鲁大学计算机科学系,2006年6月·Zbl 1087.65025号
[14] Papadimitriou,C.H。;Raghavan,P。;Tamaki,H。;Vempala,S.,《潜在语义索引:概率分析》,J.Compute。系统科学。,61, 217-235 (2000) ·Zbl 0963.68063号
[15] 出版社,W。;Teukolsky,S。;韦特林。;Flannery,B.,《数值配方》(1992),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,英国剑桥·Zbl 0778.65003号
[16] Sarlós,T.,《通过随机投影改进大矩阵近似算法》(2006年第47届IEEE计算机科学基础年会(2006年)FOCS会议记录),143-152,修订版可在
[17] Stewart,G.W.,高效计算稀疏矩阵截断枢轴QR近似的四种算法,Numer。数学。,83, 2, 313-323 (1999) ·Zbl 0957.65031号
[18] Tyrtyshnikov,E.E.,镶嵌骨架法中的不完全交叉近似,计算,64,4,367-380(2000)·兹伯利0964.65048
[19] Wilkinson,J.H.,《代数特征值问题》(1965),牛津大学出版社:牛津大学出版社·Zbl 0258.65037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。