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Nonnegative non-redundant tensor decomposition

Authors :
Olexiy Kyrgyzov
Deniz Erdogmus
Laboratoire d'analyse des données et d'intelligence des systèmes (LADIS)
Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I)
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Department of Electrical and Computer Engineering [Boston University] (ECE)
Boston University [Boston] (BU)
This work was supported in part by the NSF grants ECS-0524835, ECS-0622239.
Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Source :
Frontiers of Mathematics in China, Frontiers of Mathematics in China, Springer Verlag, 2013, 8 (1), pp.41-61. ⟨10.1007/s11464-012-0261-y⟩, Frontiers of Mathematics in China, 2013, 8 (1), pp.41-61. ⟨10.1007/s11464-012-0261-y⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
Springer Science and Business Media LLC, 2013.

Abstract

International audience; Non-negative tensor decomposition allows us to analyze data in their ‘native’ form and to present results in the form of the sum of rank-1 tensors that does not nullify any parts of the factors. In this paper, we propose the geometrical structure of a basis vector frame for sum-of-rank-1 type decomposition of real-valued non-negative tensors. The decomposition we propose reinterprets the orthogonality property of the singular vectors of matrices as a geometric constraint on the rank-1 matrix bases which leads to a geometrically constrained singular vector frame. Relaxing the orthogonality requirement, we developed a set of structured-bases that can be utilized to decompose any tensor into a similar constrained sum-of-rank-1 decomposition. The proposed approach is essentially a reparametrization and gives us an upper bound of the rank for tensors. At first, we describe the general case of tensor decomposition and then extend it to its non-negative form. At the end of this paper, we show numerical results which conform to the proposed tensor model and utilize it for non-negative data decomposition.

Details

ISSN :
16733576 and 16733452
Volume :
8
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers of Mathematics in China
Accession number :
edsair.doi.dedup.....51bcf33783f854abab934628bf322fb2