CIF: Small: High-Dimensional Analysis of Stochastic Iterative Algorithms for Signal Estimation
CIF: Small: High-Dimensional Analysis of Stochastic Iterative Algorithms for Signal Estimation
批准号:
1718698
负责人:
Yue Lu
金额:
$51.56万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2017
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017-07-01 至 2020-06-30
中文摘要
优化是现代信号和信息处理的核心。近年来,信息量的激增使得计算和算法问题变得越来越重要。该项目有助于理解各种随机优化算法在处理高维数据时的基本限制。由于这些算法是许多估计,推理和机器学习任务中的主力,因此这项研究很好地对许多应用产生了重大而广泛的影响。例如,实时或低延迟医学图像重建、电网分布式计算以及用于图像理解的人工神经网络训练。在本项目中,PI研究了一系列有效的随机迭代算法,用于解决各种信号估计任务中出现的大规模凸和非凸优化问题。这个项目的主要目标是分析这些随机迭代算法在高维极限下的精确动力学。这种渐近分析提供了一个完整的表征的典型行为的算法。理论研究借鉴了平均场相互作用粒子系统的统计物理学,随机过程的弱收敛理论,信号处理,信息论和优化技术。理论分析可以用来阐明这种随机方法的有效性,为大规模优化,并建立其基本的性能界限。从分析中获得的见解也可以用来指导新的可扩展算法的设计,以实现估计精度,样本复杂性和计算复杂性之间的最佳权衡。
英文摘要
Optimization lies at the heart of modern signal and information processing. In recent years, the soaring quantity of information that is being acquired and becoming available makes computational and algorithmic issues increasingly important. This project contributes to an understanding of the fundamental limits of various stochastic optimization algorithms when dealing with high-dimensional data. Since such algorithms are the workhorse in many estimation, inference, and machine learning tasks, this research is well-posed to make significant and broad impact on many applications. Examples include real-time or low-latency medical image reconstructions, distributed computation on power grids, and the training of artificial neural networks for image understanding.In this project, the PI studies a family of efficient stochastic iterative algorithms for solving large-scale convex and nonconvex optimization problems that arise in various signal estimation tasks. The broad goal in this project is to analyze the exact dynamics of these stochastic iterative algorithms in the high-dimensional limit. This asymptotic analysis provides a complete characterization of the typical behavior of the algorithms. The theoretical investigation draws upon techniques from the statistical physics of mean-field interactive particle systems, the weak convergence theory of stochastic processes, signal processing, information theory, and optimization. The theoretical analysis can be used to clarify the effectiveness of such stochastic methods for large-scale optimization and to establish their fundamental performance bounds. The insights obtained from the analysis can also be used to guide the design of new scalable algorithms to achieve optimal trade-offs between estimation accuracy, sample complexity, and computational complexity.
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A Modern Perspective on Streaming PCA and Subspace Tracking: The Missing Data Case
流式 PCA 和子空间跟踪的现代视角:丢失数据案例
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
Proceedings of the IEEE
影响因子:
20.6
作者:
[Chi, Y., Balzano, L, Lu, Y. M.]
通讯作者:
Lu, Y. M.
DOI:
10.1109/camsap.2017.8313210
发表时间:
2017-08
期刊:
2017 IEEE 7th International Workshop on Computational Advances in Multi-Sensor Adaptive Processing (CAMSAP)
影响因子:
--
作者:
[Oussama Dhifallah;Yue M. Lu]
通讯作者:
Oussama Dhifallah;Yue M. Lu
DOI:
10.1109/tsp.2019.2904918
发表时间:
2019-05-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING
影响因子:
5.4
作者:
[Luo, Wangyu, Alghamdi, Wael, Lu, Yue M.]
通讯作者:
Lu, Yue M.
DOI:
10.1088/1742-5468/ab39d6
发表时间:
2017-10
期刊:
Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment
影响因子:
--
作者:
[Chuang Wang;Yue M. Lu]
通讯作者:
Chuang Wang;Yue M. Lu
Generalization error in high-dimensional perceptrons: Approaching Bayes error with convex optimization
高维感知器中的泛化误差:用凸优化逼近贝叶斯误差
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Conference on Neural Information Processing Systems (NeurIPS
影响因子:
--
作者:
[Aubin, B, Lu, Y. M., Krzakala, F, Zdeborova, L]
通讯作者:
Zdeborova, L
共 14 条
CIF: Small: Exploring and Exploiting the Universality Phenomenon in High-Dimensional Estimation
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批准号:1910410
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$49.97万
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财政年份:2019
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负责人:Yue Lu
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依托单位:
CIF: Small: Sampling and Inference Methods for Spatiotemporal Single-Photon Imaging
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批准号:1319140
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$41.65万
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财政年份:2013
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负责人:Yue Lu
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: