神經網絡與傅立葉變換有關係嗎?

機器學習和深度學習中的模型都是遵循數學函數的方式創建的。從數據分析到預測建模,一般情況下都會有數學原理的支撐,比如:歐幾里得距離用於檢測聚類中的聚類。

傅里葉變換是一種衆將函數從一個域轉換到另一個域的數學方法,它也可以應用於深度學習。

本文將討論傅里葉變換,以及如何將其用於深度學習領域。

什麼是傅里葉變換?

在數學中,變換技術用於將函數映射到與其原始函數空間不同的函數空間。傅里葉變換時也是一種變換技術,它可以將函數從時域空間轉換到頻域空間。例如以音頻波爲例,傅里葉變換可以根據其音符的音量和頻率來表示它。

我們可以說,任何函數的傅里葉變換所執行的變換都是頻率的函數。其中結果函數的大小是原始函數所包含的頻率的表示。

讓我們舉一個信號的例子,它的時域函數如下所示:

在同一時間範圍內獲取另一個信號的一部分

將這兩個信號的稱爲 A(n) 和 B(n),其中 n 是時域。因此,如果我們添加這些信號,信號的結構將如下所示:

C(n) = A(n) + B(n)

可以看到,函數的信號相加是將兩個信號進行了加的操作,如果我們試圖從這個相加信號 C 中提取信號 A 或 B,我們會遇到一個問題,因爲 這些信號只是功率相加,和時間沒有關係。也就是說相加的操作是同一時間上的功率的相加。

可以在上圖中看到,頻域可以很容易地突出信號之間的差異。如果希望將這些信號轉換回時域,我們可以使用傅里葉逆變換。

傅立葉變數學原理

正弦序列可用於表示時域中的信號,這是傅立葉變換的基礎。所以如果函數是一個連續信號,函數f可以用來表示爲:

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