The Moore-Penrose inverse is widely used in physics, statistics, and various fields of engineering. It captures well the notion of inversion of linear operators in the case of overcomplete data. In data science, nonlinear operators are extensively used. In this paper we characterize the fundamental properties of a pseudo-inverse (PI) for nonlinear operators. The concept is defined broadly. First for general sets, and then a refinement for normed spaces. The PI for normed spaces yields the Moore-Penrose inverse when the operator is a matrix. We present conditions for existence and uniqueness of a PI and establish theoretical results investigating its properties, such as continuity, its value for operator compositions and projection operators, and others. Analytic expressions are given for the PI of some well-known, non-invertible, nonlinear operators, such as hard- or soft-thresholding and ReLU. Finally, we analyze a neural layer and discuss relations to wavelet thresholding.


翻译:摩尔-彭若斯逆在物理学、统计学及工程学各领域中被广泛应用,它能很好地刻画超完备数据情形下线性算子的逆概念。在数据科学中,非线性算子被广泛使用。本文刻画了非线性算子伪逆(PI)的基本性质。该概念的定义具有广泛性:首先针对一般集合,随后对赋范空间进行精化。当算符为矩阵时,赋范空间中的伪逆可还原为摩尔-彭若斯逆。我们给出了伪逆存在性与唯一性的条件,并建立了研究其性质的理论成果,如连续性、算子复合与投影算子的伪逆取值等。针对一些已知不可逆的非线性算子(如硬阈值、软阈值及ReLU),给出了其伪逆的解析表达式。最后,我们分析了一个神经网络层,并讨论了其与小波阈值法的关联。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】工程和科学中的概率和统计,
专知会员服务
58+阅读 · 2022年12月24日
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
88+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
87+阅读 · 2020年12月5日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
127+阅读 · 2020年11月20日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
2+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员