Banach空间中Forward-Backward分裂法研究

批准号:
11901171
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
王亚敏
依托单位:
学科分类:
A0208.空间理论
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
Banach空间中Forward-Backward分裂法(简称FB分裂法)在信号处理、统计回归以及机器学习等领域有着广泛应用。本课题将对FB分裂法及其非精确算法的收敛性及收敛速度展开研究,且将减弱算法的强收敛性条件和加快算法的收敛速度。首先,用一致凸且q一致光滑(或一致光滑)的Banach空间相关不等式、次闭原理、Reich连续收敛定理以及实数列收敛定理等研究算法的收敛性;其次,用KM算法的性质、FB迭代算子的性质以及FB迭代算子的不动点方程等分析算法及其加速算法的收敛速度。在加速算法方面,我们将在迭代算法中引入松驰因子(该因子的取值范围为(0,2));最后,将上述算法应用在信号处理和机器学习等实际问题中,通过数值实验检验算法的收敛性和收敛速度。本课题的研究结果将为FB分裂法收敛性和收敛速度的研究提供新思路。
英文摘要
The Forward-Backward splitting method (FB splitting method for short) in Banach space plays an important role in signal processing, statistical regression,machine learning and so on. In the subject, we will investigate the convergence and convergence rate of FB splitting method and its inexact algorithms. This subject will weaken the strong convergence condition of the algorithms and accelerate the convergence rate of the algorithms. Firstly, we will study the algorithms’ convergences according to some inequalities in the setting of uniformly convex and q-uniformly smooth (or uniformly smooth) Banach space, demiclosedness principle, Reich’s continuous convergence theorem, convergence theorem of real sequence and so on. Secondly, we will analyse the convergence rates of the algorithms and the accelerated algorithms by using the properties of KM iterative algorithm, the properties of FB iterative operator and the fixed point equation of FB iterative operator, and so on. In the aspect of accelerating algorithms, we will insert a relaxation factor (the value range of the factor is (0,2)) in the iterative algorithm. Finally, we will construct mathematical models for some application problems such as signal processing and machine learning, and check the convergence and the convergence rate of algorithms through numerical experiments. The results of this study may provide new insights for the researches on convergence and convergence rate of FB splitting method.
Forward-Backward和Douglas-Rachford分裂法(简称FB分裂法和DR分裂法)是解决两个算子和的零点问题的两种重要方法。相关研究表明,在无限维Banach空间中FB分裂法只有弱收敛性成立,若要强收敛性成立则需要对算法进行修正,DR分裂法(具有与FB分裂法类似的算法结构)也存在类似的问题。针对此问题2012年Lopez等在Banach空间中研究了带有松弛因子的FB分裂法,并且证明了算法的强收敛性。FB和DR分裂法在信号处理、统计回归等领域有着广泛应用。.项目实施三年来,申请人以第一作者共发表3篇文章(其中1篇二区SCI,1篇EI,1篇英文杂志);培养7名硕士研究生,并且3名顺利毕业,1名学生考取博士生;邀请专家讲学8人次,圆满完成了项目的既定任务和目标,现将主要研究内容总结如下:.(i) 提出带有压缩算子、有界扰动适应因子以及弱压缩算子的三种FB分裂法,并且应用Banach空间相关的性质和FB算子性质及弱压缩性等方法证明了算法的强收敛性,并将结论应用在变分不等式等优化问题中。.(ii) 提出多参数的粘滞DR分裂法,并且应用预解式算子性质、次闭原理和收敛数列性质在无限维Hilbert空间中给出了算法的强收敛性。.(iii) 介绍带有新误差序列的DR分裂法,根据预解式算子及固定非扩张映射的性质给出了DR算子相关不等式,并且证明了算法的弱收敛性。除此之外,还证明了带有两种不同的误差序列的DR分裂法的强收敛性。最后,给出上述结果的一些应用。 .综上,本项目的研究结果包括Banach空间中的FB分裂法及DR分裂法收敛性分析及应用等内容,结果丰富,内容翔实,对医学、工程等方面有一定指导意义,能够进一步丰富FB和DR分裂法的理论及应用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The Douglas-Rachford algorithm with new error sequences for an inclusion problem
包含问题的具有新错误序列的 Douglas-Rachford 算法
DOI:10.23952/jnfa.2022.31
发表时间:2022
期刊:J. Nonlinear Funct. Anal.
影响因子:--
作者:Yamin Wang;Fenghui Wang
通讯作者:Fenghui Wang
STRONG CONVERGENCE OF THE VISCOSITY DOUGLAS-RACHFORD ALGORITHM FOR INCLUSION PROBLEMS
解决包含问题的粘度道格拉斯-拉奇福德算法的强收敛性
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Appl. Set-Valued Anal. Optim.
影响因子:--
作者:YAMIN WANG;HAIXIA ZHANG
通讯作者:HAIXIA ZHANG
Strong convergence of viscosity forward-backward algorithm to the sum of two accretive operators in Banach space
粘性前向后向算法对Banach空间中两个累加算子之和的强收敛性
DOI:10.1080/02331934.2019.1705299
发表时间:2019-12
期刊:Optimization
影响因子:2.2
作者:Yamin Wang;Fenghui Wang;Haixia Zhang
通讯作者:Haixia Zhang
DOI:10.23952/asvao.2.2020.3.08
发表时间:2020
期刊:Appl. Set-Valued Anal. Optim.
影响因子:--
作者:Yamin Wang;Haixia Zhang
通讯作者:Haixia Zhang
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