Robust principal component analysis (RPCA) is a critical tool in modern machine learning, which detects outliers in the task of low-rank matrix reconstruction. In this paper, we propose a scalable and learnable non-convex approach for high-dimensional RPCA problems, which we call Learned Robust PCA (LRPCA). LRPCA is highly efficient, and its free parameters can be effectively learned to optimize via deep unfolding. Moreover, we extend deep unfolding from finite iterations to infinite iterations via a novel feedforward-recurrent-mixed neural network model. We establish the recovery guarantee of LRPCA under mild assumptions for RPCA. Numerical experiments show that LRPCA outperforms the state-of-the-art RPCA algorithms, such as ScaledGD and AltProj, on both synthetic datasets and real-world applications.


翻译:强力主元件分析(RPCA)是现代机器学习的关键工具,它能探测到低级矩阵重建任务中的异端。在本文中,我们建议对高维的 RPCA 问题采取可扩展和可学习的不可分的方法,我们称之为Clearn Robust PCA(LRPCA ) 。 LRPCA 效率很高,其自由参数可以通过深层演化有效学习以优化。此外,我们通过新颖的进料-经常混合神经网络模型,将有限的迭代深度从有限的迭代扩展至无限的迭代。我们在RPCA的轻度假设下建立了LRPCCA的恢复保证。 数字实验显示,LRPCA在合成数据集和现实世界应用程序上都超越了最新的RPCA算法,如ScrodudGD和AltProj。

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在统计中,主成分分析(PCA)是一种通过最大化每个维度的方差来将较高维度空间中的数据投影到较低维度空间中的方法。给定二维,三维或更高维空间中的点集合,可以将“最佳拟合”线定义为最小化从点到线的平均平方距离的线。可以从垂直于第一条直线的方向类似地选择下一条最佳拟合线。重复此过程会产生一个正交的基础,其中数据的不同单个维度是不相关的。 这些基向量称为主成分。
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