数学 > 优化与控制
[提交于 2025年7月31日
]
标题: 黎曼优化在距离几何中的应用:收敛性、鲁棒性和非一致性研究
标题: Riemannian Optimization for Distance Geometry: A Study of Convergence, Robustness, and Incoherence
摘要: 从部分成对距离中恢复点配置的问题,称为欧几里得距离几何(EDG)问题,在传感器网络定位、分子构象和流形学习等广泛的应用中出现。在本文中,我们提出了一种黎曼优化框架,通过将EDG问题表述为正半定Gram矩阵空间上的低秩矩阵补全任务来解决该问题。可用的距离测量被编码为非正交基中的展开系数,Gram矩阵上的优化通过三角不等式隐式地强制几何一致性,这种结构继承自经典多维缩放。在观察距离的伯努利采样模型下,我们证明了当采样概率满足$p \geq \mathcal{O}(\nu^2 r^2 \log(n)/n)$时,黎曼梯度下降在rank-$r$矩阵流形上以高概率局部线性收敛,其中$\nu$是一个EDG特定的非一致性参数。此外,我们使用一个一步硬阈值过程提供了一个初始化候选,只要采样概率满足$p \geq \mathcal{O}(\nu r^{3/2} \log^{3/4}(n)/n^{1/4})$,就能保证收敛。这项工作的关键技术贡献是对非正交基中对偶基展开产生的对称线性算子的分析,这需要对Hanson--Wright不等式的创新应用,以在耦合项存在的情况下建立最优的限制等距性质。在合成数据上的实验评估表明,我们的算法相对于最先进的方法表现出竞争力。此外,我们提出了一种针对EDG设置的矩阵非一致性的新概念,并为我们的方法提供了鲁棒性保证。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.