In this paper, we introduce a new methodology to solve the orthogonal nonnegative matrix factorization (ONMF) problem, where the objective is to approximate an input data matrix by a product of two nonnegative matrices, the features matrix and the mixing matrix, where one of them is orthogonal. We show how the ONMF can be interpreted as a specific facility-location problem (FLP), and adapt a maximum-entropy-principle based solution for FLP to the ONMF problem. The proposed approach guarantees orthogonality and sparsity of the features or the mixing matrix, while ensuring nonnegativity of both. Additionally, our methodology develops a quantitative characterization of ``true" number of underlying features - a hyperparameter required for the ONMF. An evaluation of the proposed method conducted on synthetic datasets, as well as a standard genetic microarray dataset indicates significantly better sparsity, orthogonality, and performance speed compared to similar methods in the literature, with comparable or improved reconstruction errors.


翻译:本文提出了一种解决正交非负矩阵分解 (ONMF) 问题的新方法,其中目标是通过两个非负矩阵的乘积(特征矩阵和混合矩阵)逼近输入数据矩阵,其中一个矩阵是正交的。我们展示了如何将ONMF解释为特定的设施位置问题 (FLP),并将基于最大熵原理的FLP解决方案适应到ONMF问题上。所提出方法确保了特征矩阵或混合矩阵的正交性和稀疏性,同时确保两者都是非负的。此外,我们的方法还开发了关于 "真实" 底层特征数量的定量特征 - 这是ONMF所需的一个超参数。我们对合成数据集和标准基因微阵列数据集进行的方法评估表明,在相当或更好的重构误差的情况下,与文献中类似的方法相比,我们的方法具有更好的稀疏性、正交性和性能速度。

0
下载
关闭预览

相关内容

南大《优化方法 (Optimization Methods》课程,推荐!
专知会员服务
77+阅读 · 2022年4月3日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
98+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】基于图神经网络的情景识别
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年11月21日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月12日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月11日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月11日
VIP会员
相关VIP内容
南大《优化方法 (Optimization Methods》课程,推荐!
专知会员服务
77+阅读 · 2022年4月3日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
98+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】基于图神经网络的情景识别
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年11月21日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员