非负张量分解的算法研究及其应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11801074
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0502.数值代数
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In this project, we are mainly concerned with three kinds of nonnegative tensor factorizations: the Tucker decomposition, the CANDECOMP/PARAFAC (CP) decomposition and the Tensor-train (TT) decomposition. The nonnegative Tucker decomposition with the semi-orthogonal constraint is concerned and reformulated into its equivalent Riemannian optimization problem. We wish to construct some stable and efficient algorithms from Riemannian optimization viewpoint. Analysis on the convergence and stability properties of these algorithms will be investigated. The new algorithms will be used to pattern recognition, cluster analysis, data mining, and so on. For the nonnegative CP decomposition, we will try to propose an algorithm for sparse nonnegative CP decomposition. In fact, since the data in many applications are usually sparse, it is reasonable to add the sparsity in the constraint conditions. Besides, developing Riemannian optimization methods for the orthogonal nonnegative CP decomposition is also an important content of this project. For the nonnegative TT decomposition, we also consider adding the semi-orthogonal constraint to the problem. Then we will try to solve the problem by reformulating it into its equivalent optimization problem on the product of manifolds.
在本项目中,我们将从优化的角度考虑三类非负张量分解问题:Tucker分解、CANDECOMP/PARAFAC (CP)分解与Tensor-train (TT)分解。对于非负Tucker分解,我们将考虑带有半正交约束条件的非负Tucker分解,并将问题等价地转化为相应的黎曼优化问题,然后从黎曼优化的角度设计稳定有效的算法。我们还将分析相关算法的收敛性和稳定性,并将算法应用于模式识别、聚类分析、数据挖掘等领域中。对于非负CP分解,我们将考虑稀疏的非负CP分解算法。许多实际应用问题的数据往往带有稀疏性,在非负张量分解中添加稀疏性约束条件是合理的。将黎曼优化方法应用于正交非负CP分解也是本项目的一个主要内容。对于非负TT分解,我们也将考虑在约束中加入半正交的约束条件,从而利用相应的流形优化方法,把问题等价地转化为相应地乘积流形上的优化问题。

结项摘要

在本项目中,我们原计划从优化的角度考虑三类非负张量分解:Tucker分解、CANDECOMP/PARAFAC(CP)分解与Tensor-train(TT)分解的算法设计及应用问题。在项目进行中,我们针对一类基于Einstein乘积的Toeplitz类的张量方程设计了最优预处理子(optimal preconditioner),并应用于图像的恢复问题中。我们还研究了基于张量缩并乘积与张量T-乘积的交换子(李乘积)的Frobenius范数的最优上界问题。为了构建新的张量分解模型,我们还将矩阵的半张量积推广到张量领域,分别给出两个张量的半张量积定义和张量与矩阵的新模式乘积定义,并研究这些新乘积的性质与应用。此外,基于张量与多项式问题的联系,项目成员还研究了有限域上的若干类置换多项式的构造问题。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Frobenius norm inequalities of commutators based on different products
基于不同产品的换向器Frobenius范数不等式
  • DOI:
    10.7153/oam-2021-15-43
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Operators and Matrices
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    Wei-Hui Liu;Ze-Jia Xie;Xiao-Qing Jin
  • 通讯作者:
    Xiao-Qing Jin
Further results on permutation polynomials from trace functions
来自迹函数的置换多项式的进一步结果
  • DOI:
    10.1007/s00200-020-00456-6
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Applicable Algebra in Engineering Communication and Computing
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Wu Danyao;Yuan Pingzhi
  • 通讯作者:
    Yuan Pingzhi
An optimal preconditioner for tensor equations involving Einstein product
涉及爱因斯坦乘积的张量方程的最优预处理器
  • DOI:
    10.1080/03081087.2018.1520799
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Linear and Multilinear Algebra
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Xie Ze-Jia;Jin Xiao-Qing;Sin Vai-Kuong
  • 通讯作者:
    Sin Vai-Kuong

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其他文献

其他文献

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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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