Kernel logistic regression (KLR) is a conventional nonlinear classifier in machine learning. With the explosive growth of data size, the storage and computation of large dense kernel matrices is a major challenge in scaling KLR. Even the nystr\"{o}m approximation is applied to solve KLR, it also faces the time complexity of $O(nc^2)$ and the space complexity of $O(nc)$, where $n$ is the number of training instances and $c$ is the sampling size. In this paper, we propose a fast Newton method efficiently solving large-scale KLR problems by exploiting the storage and computing advantages of multilevel circulant matrix (MCM). Specifically, by approximating the kernel matrix with an MCM, the storage space is reduced to $O(n)$, and further approximating the coefficient matrix of the Newton equation as MCM, the computational complexity of Newton iteration is reduced to $O(n \log n)$. The proposed method can run in log-linear time complexity per iteration, because the multiplication of MCM (or its inverse) and vector can be implemented the multidimensional fast Fourier transform (mFFT). Experimental results on some large-scale binary-classification and multi-classification problems show that the proposed method enables KLR to scale to large scale problems with less memory consumption and less training time without sacrificing test accuracy.


翻译:内核后勤回归( KLR) 是常规的机器学习的非线性分类( KLR) 。 随着数据规模的爆炸性增长, 大型密集内核基质的存储和计算是KLR 的重大挑战。 即使是对KLR采用近似( nystr\ “ { o}m) 近似( KLR) 解决 KLR, 它也面临着美元( nc) 美元( nc) 和美元( nc) 的空间复杂性( 美元) 的复杂度( 美元) 是培训实例的数量, 美元( 美元) 样本大小( $c) 。 在本文中, 我们建议采用快速牛顿方法, 有效地解决大型 KLRR 问题, 利用多级ircultect 矩阵( MCMM) 的存储和计算优势。 具体来说, 将内核气矩阵矩阵的存储空间缩小到 $( n) 美元( ), 并且进一步将 Newton 方方方程式的计算复杂性减少到 $O( n) 。 。 。 拟议的方法可以不以 oralliveral- liveral- liveral

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