张量基本知识

为什么引入张量:与坐标系无关的数据分析方法。

张量分析的发展:1915年爱因斯坦在相对论中的应用而广泛受到关注。广义相对论就是完全用张量的语言描述的。

张量的最简单理解:数据的多路排列(两个下标以上的数据表现形式)。属于多重线性数据分析。

黎曼几何:黎曼把高斯的非欧几里得几何与凯莱等的n维线性空间理论综合起来,提出了n维晚去空间的概念,并按照微分几何学的思路,认为只要构造出空间的度量形式,就可以确定空间的相关量,如长度,角度,曲率等。很明显,这些都是不变量。另外,在张量矩阵中,张量的主值与坐标的选取无关,是基本不变量。常说的迹不变量是特征值的对称函数,包括特征值之和,特征值平方和,特征值立方和等。方程的根与坐标系无关。

张量之所以适用于图像处理中的曲线/曲面提取,与其发展中的一个重要环节密切相关:张量与坐标变换的无关性源于不变量理论的研究。建立张量分析的不变量理论不再是代数形式的不变量,而要求研究微分形式的不变量,因为张量分析解决的是曲线坐标系(坐标轴是弯曲的)中的微分运算问题,这是与矢量分析的最大区别。

张量分解CP分解和Tucker 分解,实际上CP分解是Tucker 分解的一种特殊情况,核心张量为超对角张量(RXRXR)

要理解张量分解,首先理解SVD分解

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张量分解常用概念:模式n矩阵积

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高阶奇异值分解的交替最小二乘算法

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高阶正交迭代算法      Highter-Order Orthogonal Iteration

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推荐张贤达的《矩阵分析与应用》第2版,对张量进行了介绍,以上图片即来源于此.

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