高阶张量的低秩恢复问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11471242
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0405.连续优化
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The low-rank recovery of higher order tensor is a minimization problem,which is a basic problem in optimization and tensor computation, and is also frontier issue in signal processing, image processing and other disciplines in applied sciences. Generaly speaking, this problem is a generalization of the vector sparse solution and the matrix low-rank minimization, which are NP-hard to solve. However, this problem cannot be solved via the method of dealing with the problems of vector sparse solution and the matrix low-rank minimization, due to the essential difference between tensor and matrix, vector. In this project, the low-rank recovery of higher order tensor will be studied in the following aspects. Firstly, the properties of multilinear rank of higher order tensor are studied, by which a new equivalent form of the considered problem is presented as well as the relaxed one. Then a numerical algorithm for the relaxed problem is given. Secondly, the low symmetric CP-rank minimization of the symmetric tensor is transformed as a vector sparse solution problem with polynomial constraints. From this, the relaxed problem is investigated, whose optimization theory and numerical algorithms are established. Then, the obtained theories are extened to those for general CP-rank minimization. Thirdly, the exact sparse recovery conditions of two kinds of relaxed low-rank recovery problems are discussed. Then, the approximation solution theory will be studied. Finally, the numerical algorithms applicable to large-scale compulations will be designed and then the practical soft programming will be presented. In a word, this project can not only facilitate the theory on optimization theory and tensor computation, but also provide theoretical support to the technical sciences.
高阶张量的低秩恢复问题是一类极小化问题,它是信号处理、图像处理等应用学科的前沿问题,也是最优化与张量计算领域的基本问题。该问题是向量稀疏解问题与矩阵极小秩问题的高阶推广,它们都是NP-难的。由于张量与矩阵、向量的本质区别,使得我们无法套用向量稀疏解问题与矩阵极小秩问题的研究思路来研究该问题。本项目拟从以下方面对该问题展开研究。首先,研究张量的多线性秩性质,建立该问题新的等价形式及相应松弛问题,并对松弛问题提出有效数值算法。其次,研究对称张量空间上的对称CP秩极小化问题,将问题转化为带有多项式约束的向量稀疏解问题并进行松弛,建立松弛问题的优化理论并提出有效算法,且推广所建理论到一般张量的CP秩极小化问题。再次,讨论两种低秩恢复模型松弛问题的精确恢复条件及逼近解理论。最后,设计适合于大规模计算的数值算法并编制有效的实用软件。该研究不仅能够推动优化理论与张量计算的理论与算法,而且有一定的实际价值

结项摘要

近四年来,本项目主要研究了高阶张量低秩恢复相关理论与算法,项目负责人及参与人研究结果如下: 建立了对称高阶张量秩与对称秩的关系,我们证明在一定条件下,对称张量的秩等于其对称秩,这部分的解决了Comon猜想。建立了可分离矩阵与正映射判定的数值算法,算法对于可分离矩阵给出一种分解形式,对于不可分离矩阵给出数值证明;对于给定映射能够有效判定其是否为正映射。将SDP松弛理论多次成功运用到相关各种张量计算问题,如协正张量的判定、非对称张量所有特征值的计算等。本项目目前资助发表SCI论文15篇,其中多篇为顶级期刊。本项目资助召开学术研讨会1次,参加国内外学术会议多次。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Approximation algorithms for nonnegative polynomial optimization problems over unit spheres
单位球面上非负多项式优化问题的近似算法
  • DOI:
    10.1007/s11464-017-0644-1
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Fronterior of Mathematics in China
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xinzhen Zhang;Guanglu Zhou;Louis Caccettaz;Mohammed Alqahtani
  • 通讯作者:
    Mohammed Alqahtani
Calculating Entanglement Eigenvalues for Nonsymmetric Quantum Pure States Based on the Jacobian Semidefinite Programming Relaxation Method
基于雅可比半定规划松弛法计算非对称量子纯态纠缠本征值
  • DOI:
    10.1007/s10957-018-1357-7
  • 发表时间:
    2018-08
  • 期刊:
    Journal of Optimization Theory and Applications
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Mengshi Zhang;Xinzhen Zhang;Guyan Ni
  • 通讯作者:
    Guyan Ni
SDP relaxation method for detecting P-tensors
用于检测 P 张量的 SDP 松弛方法
  • DOI:
    10.19139/soic.v5i4.324
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    STATISTICS, OPTIMIZATION AND INFORMATION COMPUTING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Li;Xiao Wang
  • 通讯作者:
    Xiao Wang
Indefinite Mean-Field Stochastic Linear-Quadratic Optimal Control: From Finite Horizon to Infinite Horizon
不定平均场随机线性二次最优控制:从有限视野到无限视野
  • DOI:
    10.1109/tac.2015.2509958
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Automatic Control
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Ni Yuan-Hua;Ni Yuan-Hua;Zhang Ji-Feng;Li Xun;Ni YH
  • 通讯作者:
    Ni YH
Approximation bound analysis for the standard multi-quadratic optimization problem
标准多重二次优化问题的近似界分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Pacific Journal of Optimization
  • 影响因子:
    0.2
  • 作者:
    Chen Ling;Xinzhen Zhang;Liqun Qi
  • 通讯作者:
    Liqun Qi

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其他文献

对称张量的最佳秩-1逼近及其相关球面约束最优问题
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    SIAM Journal on Matrix Analysis and Application
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张新珍;凌晨(通讯作者);祁力群
  • 通讯作者:
    祁力群

其他文献

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张新珍的其他基金

张量计算中的半定松弛算法研究
  • 批准号:
    11871369
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高阶张量的最佳低秩逼近及其在信号处理中的应用
  • 批准号:
    11101303
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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