如何减少密集矩阵分解任务中的训练误差?

这个问题看似与广泛应用于推荐系统的普通矩阵分解任务大不相同。

我的问题描述如下:

给定一个密集矩阵 M

(大约55000*200,可能包含许多负元素,0.1< abs(M[i][j]) <1)

我需要找到两个矩阵 A(55000*1400) 和 B(1400*200),使得:

AB=M

然而,我们对 A 有一些了解。我们有另一个矩阵 C,如果 C[i][j] = 0,那么 A[i][j] 必须为零,否则可以是任意值(C[i][j] = 1)。

在实践中,我使用机器学习来解决这个问题,我的损失函数是:

||(A*C)(逐元素乘积) x B – M ||(2)(L2范数)

我尝试了adagrad、momentum、adadelta和其他一些优化方法,但训练误差仍然很大,并且下降速度很慢(学习率 = 0.1)

UP1:实际上,我有一台32GB内存的机器,每个epoch只需要2分钟。我只在C中对应的元素标注为1时才对M中的元素进行分解。实际上,只有当C[i][j] = 1时,我才分解M[i][j],并且在分解M[i][j]后,我会立即求解M[i][j]的梯度来更新A[i : ]和B[ : j]。所以,我使用的批次非常小——只包含一个元素。另外,我必须提到C是一个非常稀疏的矩阵。对于C中的每一行,只有2-3个元素被标注为1。


回答:

在与这个问题斗争了将近半个月后,我终于找到了答案:我应该更快地更新矩阵A,也就是说,以更小的步长更新参数。我原本每个epoch只更新A中的每个元素一次,远少于B。然而,当我修改代码让A以与B相同的速度更新后,惊喜发生了:效果非常好!

也许更小的步长会让SGD表现得更好?我在数学上并不真正相信这一点。

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