Tensor ring (TR) decomposition has been widely applied as an effective approach in a variety of applications to discover the hidden low-rank patterns in multidimensional data. A well-known method for TR decomposition is the alternating least squares (ALS). However, it often suffers from the notorious intermediate data explosion issue, especially for large-scale tensors. In this paper, we provide two strategies to tackle this issue and design three ALS-based algorithms. Specifically, the first strategy is used to simplify the calculation of the coefficient matrices of the normal equations for the ALS subproblems, which takes full advantage of the structure of the coefficient matrices of the subproblems and hence makes the corresponding algorithm perform much better than the regular ALS method in terms of computing time. The second strategy is to stabilize the ALS subproblems by QR factorizations on TR-cores, and hence the corresponding algorithms are more numerically stable compared with our first algorithm. Extensive numerical experiments on synthetic and real data are given to illustrate and confirm the above results. In addition, we also present the complexity analyses of the proposed algorithms.


翻译:在各种应用中,电离层环(TR)分解作为一种有效方法被广泛应用,用于发现多维数据中隐藏的低位模式。一个众所周知的分解法是交替最小方块(ALS),然而,它往往受到臭名昭著的中间数据爆炸问题的影响,特别是大型加压器。在本文件中,我们提供了两个战略来解决这个问题,并设计了三种以ALS为基础的算法。具体地说,第一个战略是用来简化对ALS子问题的正常方程式的系数矩阵的计算。第一个战略充分利用了子问题系数矩阵的结构,从而使相应的算法在计算时间方面比常规的ALS方法要好得多。第二个战略是稳定以QR因子化法对TR核心的反位问题,因此相应的算法与我们的第一个算法相比在数字上更加稳定。关于合成和真实数据的广泛数字实验是为了说明和证实上述结果。此外,我们还介绍了对拟议算法的复杂性分析。

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