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半无限线性回归及其应用。 (英语) Zbl 07511019号

摘要:有限线性最小二乘是数值线性代数的核心问题之一,在科学和工程领域有着无数的应用。因此,关于求解线性最小二乘问题的算法,有着丰富而持续的文献。在本文中,我们探索了一种变体,其中系统的矩阵具有一个无限维(即,它是一个拟矩阵)。我们将这种问题称为半无限线性回归问题。如我们所示,半无限情况在一些应用中出现,例如监督学习和函数近似,并允许对现有算法进行新的解释。我们对半无限线性回归进行了严格的算法研究。为此,我们给出了处理拟矩阵的形式化框架,并将为有限问题设计的几种算法推广到无限情况。最后,我们建议使用各种采样方法来获得近似解。

MSC公司:

68瓦20 随机算法
68周25 近似算法
65平方英尺 线性系统和矩阵反演的直接数值方法
65层10 线性系统的迭代数值方法
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参考文献:

[1] H.Avron、K.L.Clarkson和D.P.Woodruff,使用草图和预处理进行更快的核岭回归,SIAM J.Matrix。分析。申请。,38(2017),第1116-1138页·Zbl 1379.65008号
[2] H.Avron、K.L.Clarkson和D.P.Woodruff,《近似、随机化和组合优化中正则化数据拟合的夏普界限》。算法和技术(APPROX/RANDOM 2017),K.Jansen、J.D.P.Rolim、D.Williamson和S.S.Vempala,eds.,LIPIcs Leibniz Int.Proc。通知。,81,Wadern Germany,2017,27,https://doi.org/10.4230/LIPIcs.APPROX-RANDOM.2017.27。 ·Zbl 1471.62408号
[3] H.Avron、M.Kapralov、C.Musco、C.Musco、A.Velingker和A.Zandieh,《核岭回归的随机傅里叶特征:近似界和统计保证》,第34届机器学习国际会议论文集,第70卷,国际机器学习学会,宾夕法尼亚州斯特鲁兹堡,2017年,第253-262页·Zbl 1434.94043号
[4] H.Avron、M.Kapralov、C.Musco、C.Musco、A.Velingker和A.Zandieh,《用简单傅里叶变换重建信号的通用采样方法》,载于《第51届ACM SIGACT年度计算理论研讨会论文集》,ACM,纽约,2019年,第1051-1063页·Zbl 1434.94043号
[5] H.Avron、P.Maymounkov和S.Toledo,Blendenpik:增压LAPACK的最小二乘解算器,SIAM J.Sci。计算。,32(2010年),第1217-1236页,https://doi.org/10.1137/090767911。 ·Zbl 1213.65069号
[6] J.Batson、D.A.Spielman和N.Srivastava,《Twice-Ramanujan稀疏化器》,SIAM Rev.,56(2014),第315-334页,https://doi.org/10.1137/10949117。 ·Zbl 1311.05108号
[7] Z.Battles,连续函数的数值线性代数,牛津大学博士论文,牛津,2005年。
[8] Z.Battles和L.N.Trefethen,MATLAB对连续函数和运算符的扩展,SIAM J.Sci。计算。,25(2004),第1743-1770页·兹比尔1057.65003
[9] P.Borwein和T.Erdélyi,多项式和多项式不等式,Grad。数学课文。纽约斯普林格161号,1995年·Zbl 0840.26002号
[10] K.L.Clarkson、P.Drineas、M.Magdon-Ismail、M.W.Mahoney、X.Meng和D.P.Woodruff,《快速柯西变换和快速稳健线性回归》,SIAM期刊计算。,45(2016),第763-810页,https://doi.org/10.1137/10963698。 ·Zbl 1342.68352号
[11] A.Cohen、M.A.Davenport和D.Leviatan,《关于最小二乘近似的稳定性和准确性》,Found。计算。数学。,13(2013),第819-834页·Zbl 1276.93086号
[12] A.Cohen和G.Migliorati,最优加权最小二乘法,SMAI J.计算。数学。,3(2017年),第181-203页·Zbl 1416.62177号
[13] M.B.Cohen、C.Musco和C.Musco.,《通过岭杠杆得分抽样进行输入稀疏时间低阶近似》,载于《第二十八届ACM-SIAM离散算法研讨会论文集》,SIAM,费城,2017年,第1758-1777页·Zbl 1410.68399号
[14] F.Cucker和S.Smale,《学习的数学基础》,布尔。阿默尔。数学。Soc.,39(2002),第1-49页·Zbl 0983.68162号
[15] C.de Boor,秩、基和维数(教学)的另一种方法,线性代数应用。,146(1991),第221-229页·Zbl 0724.15003号
[16] P.Drineas、M.W.Mahoney、S.Muthukrishnan和T.SarloíS,《快速最小二乘近似法》,数值。数学。,117(2011),第219-249页,https://doi.org/10.1007/s00211-010-0331-6。 ·Zbl 1218.65037号
[17] A.El Alaoui和M.W.Mahoney,《具有统计保证的快速随机核方法》,预印本,arXiv:1411.03062014年。
[18] D.C.-L.Fong和M.Saunders,LSMR:稀疏最小二乘问题的迭代算法,SIAM J.Sci。计算。,33(2011年),第2950-2971页·Zbl 1232.65052号
[19] M.A.Gilles和A.Townsend,微分算子Krylov子空间方法的连续类似物,SIAM J.Numer。分析。,57(2019),第899-924页·Zbl 1411.65047号
[20] G.Golub和W.Kahan,计算矩阵的奇异值和伪逆,J.SIAM Ser。B数字。分析。,2(1965年),第205-224页·Zbl 0194.18201号
[21] A.Gonen、F.Orabona和S.Shalev-Shwartz,使用草图预处理SVRG求解岭回归。机器。学习。研究(PMLR),48(2016),第1397-1405页,http://proceedings.mlr.press/v48/gonen16.html。
[22] B.Hashemi和Y.Nakatsukasa,《关于三元函数的谱问题》,BIT,58(2018),第981-1008页·Zbl 06989586号
[23] R.Johnson和T.Zhang,使用预测方差减少加速随机梯度下降,摘自《神经信息处理系统进展》,Curran Associates,Red Hooks,NY,2013年,第315-323页。
[24] N.Kamel、I.Kajo和Y.Ruichek,《利用奇异值分解进行视觉周期估计》,J.Math。《成像视觉》,第61期(2019年),第1135-1153页·Zbl 1468.68253号
[25] K.Kandasamy、M.Al-Shedivat和E.P.Xing,《通过连续矩阵的谱分解学习具有非参数发射的HMM》,《神经信息处理系统进展》,第29卷,D.Lee、M.Sugiyama、U.Luxburg、I.Guyon和R.Garnett编辑,Curran Associates,纽约红钩,2017,https://proceedings.neurips.cc/paper/2016/file/afe434653a898da20044041262b3ac74-paper.pdf。
[26] Y.Koyano、K.Yatabe和Y.Oikawa,用于分析麦克风阵列的无限维SVD,2017年IEEE声学、语音和信号处理国际会议(ICASSP),IEEE,新泽西州皮斯卡塔韦,2017,第176-180页。
[27] Y.T.Lee和A.Sidford,《求解线性系统的高效加速坐标下降方法和快速算法》,摘自2013年IEEE第54届计算机科学基础年会,IEEE计算机学会,加利福尼亚州洛斯阿拉米托斯,2013年,第147-156页,https://doi.org/10.109/FOCS.2013.24。
[28] X.Meng,M.A.Saunders和M.W.Mahoney,LSRN:强超定或欠定系统的并行迭代求解器,SIAM J.Sci。计算。,36(2014),第C95-C118页,https://doi.org/10.1137/120866580。 ·Zbl 1298.65053号
[29] Y.Nesterov,凸优化入门讲座:基础课程,应用。最佳方案。87,斯普林格,波士顿,2003年·Zbl 1086.90045号
[30] P.Nevai,Geáza Freud,正交多项式和Christoffel函数。案例研究,《J.近似理论》,48(1986),第3-167页·Zbl 0606.42020年
[31] S.Olver,振荡积分的预处理GMRES。技术报告NA-08/19,牛津大学计算实验室,牛津大学,牛津,2008年。
[32] S.Olver,微分算子的GMRES,SIAM J.Numer。分析。,47(2009),第3359-3373页,https://doi.org/10.1137/080724964。 ·Zbl 1202.65036号
[33] S.Olver,振荡积分的移位GMRES,数值。数学。,114(2010),第607-628页·Zbl 1189.65049号
[34] C.C.Paige和M.A.Saunders,LSQR:稀疏线性方程组和稀疏最小二乘的算法,ACM Trans。数学。《软件》,8(1982),第43-71页·Zbl 0478.65016号
[35] E.Pauwels、F.Bach和J.-P.Vert,《使用正规Christoffel函数关联杠杆得分和密度》,NIPS2018,Curran Associates,Red Hook,NY,2018年。
[36] M.Pilanci和M.J.Wainwright,《迭代Hessian草图:约束最小二乘的快速准确解近似》,J.Mach。学习。研究,17(2016),第1842-1879页·Zbl 1360.62400号
[37] A.Rahimi和B.Recht,《大规模内核机器的随机特征》,摘自《神经信息处理系统的进展》,施普林格出版社,柏林,2008年,第1177-1184页。
[38] V.Rokhlin和M.Tygert,超定线性最小二乘回归的快速随机算法,Proc。美国国家科学院。科学。,105(2008),第13212-13217页,https://doi.org/10.1073/pnas.0804869105。 ·Zbl 1513.62144号
[39] B.Scho¨lkopf、R.Herbrich和A.J.Smola,《广义代表定理》,施普林格出版社,柏林,2001年,第416-426页,https://doi.org/10.1007/3-540-44581-1_27。 ·Zbl 0992.68088号
[40] P.F.Shustin和H.Avron,高斯过程回归的Gauss-Legendre特征,预印本,arXiv:2101.011372021。
[41] G.Stewart,《尾注前往毕业生学校》,SIAM,费城,1998年,https://doi.org/10.1137/1.9781611971422。 ·兹伯利0898.65001
[42] V.Totik,实线上一般测度的Christoffel函数的渐近性,J.Anal。数学。,81(2000),第283-303页·Zbl 0966.42017号
[43] A.Townsend和L.N.Trefethen,矩阵分解的连续类似物,Proc,A,471(2015),20140585·Zbl 1372.65095号
[44] L.N.Trefethen,拟矩阵的Householder三角化,IMA J.Numer。分析。,30(2010年),第887-897页,https://doi.org/10.1093/imanum/drp018。 ·Zbl 1202.65049号
[45] L.N.Trefethen和D.Bau III,《数值线性代数》,暹罗,费城,1997年·Zbl 0874.65013号
[46] J.A.Tropp,《矩阵集中不等式导论》,Found。趋势马赫,学习。,8(2015),第1-230页,https://doi.org/10.1561/22000048。 ·Zbl 1391.15071号
[47] D.P.Woodruff,素描作为数字线性代数的工具,发现。趋势理论。计算。科学。,10(2014),第1-157页,https://doi.org/10.1561/0400000060。 ·Zbl 1316.65046号
[48] L·肖和T·张,带逐步方差缩减的近似随机梯度法,SIAM J.Optim。,24(2014),第2057-2075页·Zbl 1321.65016号
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