A randomized Gram-Schmidt algorithm is developed for orthonormalization of high-dimensional vectors or QR factorization. The proposed process can be less computationally expensive than the classical Gram-Schmidt process while being at least as numerically stable as the modified Gram-Schmidt process. Our approach is based on random sketching, which is a dimension reduction technique consisting in estimation of inner products of high-dimensional vectors by inner products of their small efficiently-computable random images, so-called sketches. In this way, an approximate orthogonality of the full vectors can be obtained by orthogonalization of their sketches. The proposed Gram-Schmidt algorithm can provide computational cost reduction in any architecture. The benefit of random sketching can be amplified by performing the non-dominant operations in higher precision. In this case the numerical stability can be guaranteed with a working unit roundoff independent of the dimension of the problem. The proposed Gram-Schmidt process can be applied to Arnoldi iteration and result in new Krylov subspace methods for solving high-dimensional systems of equations or eigenvalue problems. Among them we chose randomized GMRES method as a practical application of the methodology.


翻译:随机 Grem- Schmidt 算法是用来对高维矢量或QR 乘数进行正正态化的随机 Grem- Schmidt 算法。 拟议的过程在计算上可能比古典 Gram- Schmidt 过程成本低, 同时至少与修改的 Gram- Schmidt 过程一样数字稳定。 我们的方法是基于随机的草图绘制, 这是一种减少尺寸的方法, 包括通过内部产品中小的高效可计算随机图像、 所谓的草图来估计高维矢量的内产物。 这样, 拟议的Gram- Schmidt 过程可以通过其草图的正方形化来获得完整矢量的近正正方形。 拟议的Gram- Schmidt 算法可以降低任何结构的计算成本。 随机草图绘制的好处可以通过更精确地执行非支配性操作来扩大。 在这种情况下, 数字稳定性可以用一个工作单位来保证, 与问题的规模无关。 拟议的Gram- Schmidt 进程可以应用于Arnoldi 和Krylov Reslov 的次空间方法, 来解决高维的GMLE 的方法问题。

0
下载
关闭预览

相关内容

Processing 是一门开源编程语言和与之配套的集成开发环境(IDE)的名称。Processing 在电子艺术和视觉设计社区被用来教授编程基础,并运用于大量的新媒体和互动艺术作品中。
专知会员服务
51+阅读 · 2021年6月30日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25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
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+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 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月14日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
51+阅读 · 2021年6月30日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
机器学习线性代数速查
机器学习研究会
19+阅读 · 2018年2月25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
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+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