A New First-Order Algorithmic Framework for Optimization Problems with Orthogonality Constraints

数学 斯蒂弗尔流形 数学优化 梯度下降 正交性 欧几里得空间 坐标下降 迭代函数 歧管(流体力学) 还原(数学) 静止点 降维 投影(关系代数) 功能(生物学) 应用数学 算法 计算机科学 组合数学 纯数学 数学分析 几何学 人工智能 工程类 人工神经网络 机器学习 生物 机械工程 进化生物学
作者
Bin Gao,Xin Liu,Xiaojun Chen,Ya-xiang Yuan
出处
期刊:Siam Journal on Optimization [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:28 (1): 302-332 被引量:67
标识
DOI:10.1137/16m1098759
摘要

In this paper, we consider a class of optimization problems with orthogonality constraints, the feasible region of which is called the Stiefel manifold. Our new framework combines a function value reduction step with a correction step. Different from the existing approaches, the function value reduction step of our algorithmic framework searches along the standard Euclidean descent directions instead of the vectors in the tangent space of the Stiefel manifold, and the correction step further reduces the function value and guarantees a symmetric dual variable at the same time. We construct two types of algorithms based on this new framework. The first type is based on gradient reduction including the gradient reflection (GR) and the gradient projection (GP) algorithms. The other one adopts a columnwise block coordinate descent (CBCD) scheme with a novel idea for solving the corresponding CBCD subproblem inexactly. We prove that both GR/GP with a fixed step size and CBCD belong to our algorithmic framework, and any clustering point of the iterates generated by the proposed framework is a first-order stationary point. Preliminary experiments illustrate that our new framework is of great potential.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小海完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
masterwill发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
洒松雪发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
英俊的铭应助dz678采纳,获得10
3秒前
QXS完成签到 ,获得积分10
4秒前
XIAOBAI发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
活力青槐发布了新的文献求助50
4秒前
4秒前
cdragon完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
magie发布了新的文献求助10
6秒前
胆小无助但能吃完成签到,获得积分10
6秒前
情怀应助GOD伟采纳,获得10
6秒前
自然垣发布了新的文献求助10
6秒前
爆米花应助27758采纳,获得10
6秒前
悦耳半梦发布了新的文献求助10
7秒前
leah完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
灰雁完成签到,获得积分10
8秒前
Yasong发布了新的文献求助10
8秒前
Akim应助木木采纳,获得10
8秒前
CC的tt完成签到,获得积分10
8秒前
萍萍子发布了新的文献求助10
9秒前
李静发布了新的文献求助20
9秒前
9秒前
10秒前
SciGPT应助张铭杰采纳,获得30
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
早点退休完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
萝卜青菜完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 1200
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
Adhesion Science: Principles & Practice 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6491025
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8289130
关于积分的说明 17686934
捐赠科研通 5582008
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2914885
邀请新用户注册赠送积分活动 1892033
关于科研通互助平台的介绍 1749729