線性轉化與座標軸收縮(linear transform and ollapsed on some axis)

  最近閱讀了一篇無覓網上的文章,題目叫"Neural network ,manifolds ,topology",作者嘗試從流形的角度解釋deep neural  network。Blog的鏈接爲:http://colah.github.io/posts/2014-03-NN-Manifolds-Topology/

在裏面作者針對每一層的feedforward projection W,進行了討論。其中一點就是W的行列式。作者認爲W的行列式如果爲0,將會dataset gets collapsed on some axis。我一直不是十分理解這句話,於是就做了一個最簡單的實驗:

假設有3個兩維的數據點data=[5 6 1 ;2 3 1],然後線性變化矩陣分別是A=[ 1 2; 2 4];B= [1 7 ; 0 2],|A|=0,|B|=2.

我們有C1=A*data ; C2 = B*data;

得到的效果如下所示,菱形點表示的是data中的三個數,星形點表示的C1中的數據點,十字星點表示的是C2中的數據點:

爲了更加清楚的表示他們的關係,我將各個點各自連接起來:

我們發現,由於矩陣A是低秩的,其行列式爲0,那麼它將輸入數據(紅色的菱形塊)之間的三角形關係全部映射到了本身的座標軸y=2x上去了(藍色星形上的直線)(實現了降維).而B矩陣由於其行列式不爲0,相當於對三角形進行了一定的拉伸和旋轉,得到了綠色十字星所示的效果(仍然是三角形),仍然保證了拓撲關係的不變性。

很有意思的運算,因爲PCA就是屬於其中的一個情況。



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