本文提出一种名为D-SLR(不相交行稀疏加低秩分解)的矩阵压缩方法,作为截断SVD的闭式替代方案。传统矩阵重建压缩默认使用截断SVD以单一低秩结构逼近数据,常通过叠加行稀疏分量进一步降低残差,但此类联合问题通常依赖迭代求解和正则化参数调优。D-SLR的核心约束是每行只能被原样存储或由低秩拟合近似,二者不可兼得。作者证明,在平方误差下这一限制不带来任何损失:联合最优解可在不相交条件下达成,且在任意非平凡秩与存储行数组合下所需参数更少。当存储行数为零时,D-SLR退化为截断SVD,因此在同等成本下不会更差。算法可一次性评估完整的误差-参数权衡曲线,随后依据给定误差目标、参数数量或选择规则确定最终解,整个过程仅需三次SVD,无需调参或正则化。作者还推导了每个形状下无假设的事后误差下界,为每个解提供可计算的增益证书。在合成数据及LLM嵌入表、网络流量、高光谱图像等真实数据上的实验验证了增益并量化了该证书。
| D-SLR | 不相交行稀疏加低秩分解,一种闭式矩阵压缩方法,每行要么原样存储要么低秩近似,可替代截断SVD。 |
| 截断SVD | 截断奇异值分解,一种常用的低秩矩阵近似方法,保留前k个奇异值及向量。 |
| 行稀疏 | 矩阵中只有少数行包含非零元素,或仅少数行被选为稀疏分量。 |
| 低秩拟合 | 用低秩矩阵近似原始数据,通常通过SVD等分解实现。 |
| 后验下界 | 在观察到数据后推导出的误差下界,不依赖先验假设,用于评估解的质量。 |
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