With the rapid development of information technologies, centralized data processing is subject to many limitations, such as computational overheads, communication delays, and data privacy leakage. Decentralized data processing over networked terminal nodes becomes an important technology in the era of big data. Dictionary learning is a powerful representation learning method to exploit the low-dimensional structure from the high-dimensional data. By exploiting the low-dimensional structure, the storage and the processing overhead of data can be effectively reduced. In this paper, we propose a novel decentralized complete dictionary learning algorithm, which is based on $\ell^{4}$-norm maximization. Compared with existing decentralized dictionary learning algorithms, comprehensive numerical experiments show that the novel algorithm has significant advantages in terms of per-iteration computational complexity, communication cost, and convergence rate in many scenarios. Moreover, a rigorous theoretical analysis shows that the dictionaries learned by the proposed algorithm can converge to the one learned by a centralized dictionary learning algorithm at a linear rate with high probability under certain conditions.


翻译:随着信息技术的迅速发展,集中化数据处理受到许多限制,例如计算间接费用、通信延误和数据隐私泄漏。网络终端节点的分散化数据处理在大数据时代成为重要技术。词典学习是利用高维数据的低维结构的有力代表学习方法。通过利用低维结构,可以有效地减少数据储存和处理间接费用。在本文件中,我们建议采用新的分散化的全字典学习算法,该算法以$\ell ⁇ 4}$-norm 最大化为基础。与现有的分散化字典学习算法相比,综合数字实验表明,新算法在许多情景中,在逐字典计算复杂性、通信成本和汇合率方面有很大优势。此外,严格的理论分析表明,通过拟议的算法所学的词典可以与集中的词典学习算法所学的词法相融合,在一定条件下,以很高的线性速度进行线性学习。

0
下载
关闭预览

相关内容

稀疏表达的效果好坏和用的字典有着密切的关系。字典分两类,一种是预先给定的分析字典,比如小波基、DCT等,另一种则是针对特定数据集学习出特定的字典。这种学出来的字典能大大提升在特定数据集的效果。
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9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
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月27日
Arxiv
21+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
11+阅读 · 2021年3月25日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员