We study the following problem: recover an $n \times q$ rank-$r$ matrix, $X^* =[x^*_1 , x^*_2, ..., x^*_q]$ from $m$ independent linear projections of each of its $q$ columns, i.e., from $y_k := A_k x^*_k , k \in [q]$, when $y_k$ is an $m$-length vector with $m < n$. The matrices $A_k$ are known and mutually independent for different $k$. Even though many LR recovery problems have been extensively studied in the last decade, this problem had not received much attention until recently. We introduce a novel gradient descent (GD) based solution called AltGD-Min. We show that, if the $A_k$s are i.i.d. with i.i.d. Gaussian entries, and if the right singular vectors of $X^*$ satisfy the incoherence assumption, then $\epsilon$-accurate recovery of $X^*$ is possible with order $(n+q) r^2 \log(1/\epsilon)$ total samples and $ mq nr \log (1/\epsilon)$ time. Compared with existing work, this is the fastest solution and, in most cases of practical interest, it also has the best sample complexity. Moreover, a simple extension of AltGD-Min also provably solves LR Phase Retrieval (LRPR), which is the magnitude-only generalization of the above problem. AltGD-Min factorizes the unknown $X$ as $X = UB$ where $U$ and $B$ are matrices with $r$ columns and rows respectively (with $U$ having orthonormal columns). It alternates between a (projected) GD step for updating $U$, and a minimization step for updating $B$. Each iteration of AltGD-Min is as fast as that of regular projected GD because the minimization step decouples. At the same time, we can prove error decay for it, which we cannot do for the more commonly used projected GD on $X$ approach for our problem. Moreover, it can be efficiently federated with a communication cost of only $nr$ per node, instead of $nq$ for projected GD on $X$.
翻译:我们研究以下问题: 美元=1美元 美元 美元= 美元 美元 美元 美元 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元, x q q 美元 = 美元 : 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 = 美元 美元 = = 美元 美元 = 以 美元 = 以 美元 = 以 美元 = 美元 以 美元 以 美元 美元 = 美元 以 以 以 美元 以 美元 以 美元 以 美元 美元 = 以 以 美元 美元 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 美元 美元 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 = 美元 美元 以 以 以 以 以 美元 美元 以 以 以 以 美元 美元 以 以 以 表示 表示 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以