Differential geometric approaches to the analysis and processing of data in the form of symmetric positive definite (SPD) matrices have had notable successful applications to numerous fields including computer vision, medical imaging, and machine learning. The dominant geometric paradigm for such applications has consisted of a few Riemannian geometries associated with spectral computations that are costly at high scale and in high dimensions. We present a route to a scalable geometric framework for the analysis and processing of SPD-valued data based on the efficient computation of extreme generalized eigenvalues through the Hilbert and Thompson geometries of the semidefinite cone. We explore a particular geodesic space structure based on Thompson geometry in detail and establish several properties associated with this structure. Furthermore, we define a novel iterative mean of SPD matrices based on this geometry and prove its existence and uniqueness for a given finite collection of points. Finally, we state and prove a number of desirable properties that are satisfied by this mean.


翻译:以对称正定矩阵形式进行数据分析和处理的微分几何方法已在计算机视觉、医学影像和机器学习等多个领域取得显著成功。此类应用的主流几何范式包括若干黎曼几何方法,这些方法需进行高计算代价的谱分解,在规模较大或维度较高时尤为昂贵。本文基于半定锥的希尔伯特几何与汤普森几何,通过高效计算极端广义特征值,提出了一条可扩展的对称正定矩阵数据分析与处理几何框架。我们详细探讨了基于汤普森几何的一种特定测地线空间结构,并建立了与该结构相关的若干性质。此外,基于该几何结构定义了一种新的对称正定矩阵迭代均值,并证明了其在给定有限点集下的存在性与唯一性。最后,我们阐述并证明了该均值满足的一系列理想性质。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
【课程推荐】 深度学习中的几何(Geometry of Deep Learning)
专知会员服务
59+阅读 · 2019年11月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
106+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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
【泡泡一分钟】学习紧密的几何特征(ICCV2017-17)
泡泡机器人SLAM
20+阅读 · 2018年5月8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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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
2+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月1日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月30日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月30日
VIP会员
最新内容
机器的崛起:美海军陆战队组建机器人营思考
专知会员服务
8+阅读 · 9月8日
无面之战:人工智能如何重绘权力版图
专知会员服务
5+阅读 · 9月8日
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
9+阅读 · 9月7日
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
7+阅读 · 9月7日
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
【课程推荐】 深度学习中的几何(Geometry of Deep Learning)
专知会员服务
59+阅读 · 2019年11月10日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
106+阅读 · 2019年10月9日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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
2+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员