The problem of finding the unique low dimensional decomposition of a given matrix has been a fundamental and recurrent problem in many areas. In this paper, we study the problem of seeking a unique decomposition of a low rank matrix $Y\in \mathbb{R}^{p\times n}$ that admits a sparse representation. Specifically, we consider $Y = A X\in \mathbb{R}^{p\times n}$ where the matrix $A\in \mathbb{R}^{p\times r}$ has full column rank, with $r < \min\{n,p\}$, and the matrix $X\in \mathbb{R}^{r\times n}$ is element-wise sparse. We prove that this sparse decomposition of $Y$ can be uniquely identified, up to some intrinsic signed permutation. Our approach relies on solving a nonconvex optimization problem constrained over the unit sphere. Our geometric analysis for the nonconvex optimization landscape shows that any {\em strict} local solution is close to the ground truth solution, and can be recovered by a simple data-driven initialization followed with any second order descent algorithm. At last, we corroborate these theoretical results with numerical experiments.


翻译:找到特定矩阵独特的低维分解问题一直是许多领域一个根本性和反复出现的问题。 在本文中, 我们研究的是寻找一种独特的分解问题, 低级矩阵 $Y\ in\ mathbb{R ⁇ p\timen} n} 美元, 允许代表量少。 具体地说, 我们考虑的是 $Y = A X\in \ mathbb{R ⁇ p\times n} 美元, 其中矩阵 $A\ in\ mathbb{R ⁇ p\time r} 问题, 这个问题在许多领域是一个根本性和反复出现的问题。 我们研究的是, 寻找一种独特的分解问题, 美元 = A X\ in a X = a X = A X = A X = A X = A X n_in = A X n mathb{R\ {R\\\ timems n} $ 。 我们的方法依赖于解决一个非convex 优化问题的方式。 我们对非convex press press press press press brationalendalismission exmalation exmessolvealation.

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习组合优化
专知会员服务
109+阅读 · 2021年2月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
9+阅读 · 2021年6月21日
Arxiv
9+阅读 · 2021年3月8日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月18日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
相关论文
Arxiv
9+阅读 · 2021年6月21日
Arxiv
9+阅读 · 2021年3月8日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
3+阅读 · 2018年10月18日
Arxiv
3+阅读 · 2018年2月24日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员