論文の概要: Fast and Effective Computation of Generalized Symmetric Matrix Factorization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.19147v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 17:03:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.287064
- Title: Fast and Effective Computation of Generalized Symmetric Matrix Factorization
- Title(参考訳): 一般化対称行列分解の高速かつ効果的な計算法
- Authors: Lei Yang, Han Wan, Min Zhang, Ling Liang,
- Abstract要約: 非滑らかで非Lipschitz一般化対称行列分解モデルを提案する。
このモデルは、機械学習、画像科学、工学、および関連する領域において、幅広い種類の行列分解の定式化を統一する。
実際のデータセットに関する数値実験は、ANAUMの効率を実証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.011610920688998
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper, we study a nonconvex, nonsmooth, and non-Lipschitz generalized symmetric matrix factorization model that unifies a broad class of matrix factorization formulations arising in machine learning, image science, engineering, and related areas. We first establish two exactness properties. On the modeling side, we prove an exact penalty property showing that, under suitable conditions, the symmetry-inducing quadratic penalty enforces symmetry whenever the penalty parameter is sufficiently large but finite, thereby exactly recovering the associated symmetric formulation. On the algorithmic side, we introduce an auxiliary-variable splitting formulation and establish an exact relaxation relationship that rigorously links stationary points of the original objective function to those of a relaxed potential function. Building on these exactness properties, we propose an average-type nonmonotone alternating updating method (A-NAUM) based on the relaxed potential function. At each iteration, A-NAUM alternately updates the two factor blocks by (approximately) minimizing the potential function, while the auxiliary block is updated in closed form. To ensure the convergence and enhance practical performance, we further incorporate an average-type nonmonotone line search and show that it is well-defined under mild conditions. Moreover, based on the Kurdyka-Łojasiewicz property and its associated exponent, we establish global convergence of the entire sequence to a stationary point and derive convergence rate results. Finally, numerical experiments on real datasets demonstrate the efficiency of A-NAUM.
- Abstract(参考訳): 本稿では,非凸,非平滑,非リプシッツ一般化対称行列分解モデルについて検討し,機械学習,画像科学,工学,関連分野における行列分解定式化の幅広いクラスを統一する。
まず2つの正確な性質を確立する。
モデリング側では、適切な条件下では、対称性を誘導する二次的なペナルティは、ペナルティパラメータが十分に大きいが有限であるときに対称性を強制し、それに伴う対称性の定式化を正確に回復することを示す。
アルゴリズム側では、補助変数分割形式を導入し、元の目的関数の定常点と緩和されたポテンシャル関数の点を厳密にリンクする正確な緩和関係を確立する。
これらの精度特性に基づいて、緩和ポテンシャル関数に基づく平均型非単調交互更新法(A-NAUM)を提案する。
各イテレーションにおいて、A-NAUMはポテンシャル関数を最小化して2つの因子ブロックを交互に更新し、補助ブロックはクローズド形式で更新する。
さらに, 収束性を確保し, 実用性能を高めるために, 平均型非単調線探索を取り入れ, 穏やかな条件下では適切に定義されていることを示す。
さらに、クルディカ・ジョジャシエヴィチの性質とその指数に基づいて、全列の定常点への大域収束を確立し、収束率を導出する。
最後に、実際のデータセットに関する数値実験により、A-NAUMの効率が示された。
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