Математический справочник

Matrix

Матрица

актуальноТекущий рабочий стандарт

Направления: Основы · Математика

Прямоугольная таблица чисел, задающая линейное преобразование или набор объектов.

Ключевые тезисы

  • Умножение = композиция преобразований.
  • Транспонирование, обращение, ранг — базовые операции.
  • данных — это «объекты × ».

Подробный разбор

2 подтемы — объяснения, формулы, примеры и интерактивные графики.

Обозначения
  • номер или количество: индекс шага, число соседей, кластеров или позиций
  • матрица преобразования
  • суммирование по всем перечисленным элементам
  • транспонирование: строка вместо столбца
  • Размерности должны согласовываться: . Большая часть ошибок в коде — именно здесь.
  • Ранг — число линейно независимых строк или столбцов; неполный ранг означает избыточность .
  • Обратная матрица существует только при полном ранге; на практике вместо явного обращения решают систему.

Обозначения
  • предсказание модели
  • истинное значение целевой переменной
  • размерность пространства или число объектов
Одно матричное умножение вместо цикла по объектам

Векторизация — не только про красоту записи: BLAS и выполняют матричные операции на порядки быстрее, чем интерпретируемый цикл. Правило простое: если в коде цикл по объектам , почти наверняка его можно заменить одной операцией.

Видеолекции

Записи университетских курсов, где эта тема звучит. Ссылка открывает запись с той секунды, где о ней говорят, — искать по трёхчасовой лекции не нужно.

Связанные темы

Геометрия камеры · Линейная алгебра в ML

Pinhole Camera Model90%

Модель камеры-обскуры · Трёхмерное зрение

Простейшая модель съёмки: луч из точки сцены проходит через центр проекции и оставляет след на матрице. На ней держится вся геометрия многовидового зрения.

Homogeneous Coordinates90%

Однородные координаты · Трёхмерное зрение

Приём, который делает проекцию линейной: добавляем к вектору лишнюю единицу и получаем право записывать сдвиг, поворот и деление на глубину одной матрицей.

Camera Calibration90%

Параметры камеры и калибровка · Трёхмерное зрение

Внутренние параметры описывают саму камеру, внешние — где она стоит и куда смотрит. Без них пиксель невозможно превратить в луч, а луч — в точку сцены.

Rotation Representations90%

Представления поворота · Трёхмерное зрение

Один и тот же поворот записывают матрицей, углами Эйлера, осью с углом или кватернионом. Выбор решает, будет ли оптимизация устойчивой и не потеряется ли степень свободы.

Homography and DLT90%

Гомография и DLT · Трёхмерное зрение

Проективное преобразование плоскости: восемь степеней свободы, которые связывают два вида одной плоской поверхности. Считается линейным методом по четырём соответствиям.

Linear Algebra70%

Линейная алгебра · Основы

Векторы и матрицы — способ описать данные и преобразования над ними. Обучение модели почти всегда сводится к последовательности матричных операций.

Vector70%

Вектор · Математический справочник

Упорядоченный набор чисел; в ML — представление объекта в пространстве признаков.

Norm70%

Норма · Математический справочник

Мера длины вектора; выбор нормы определяет геометрию задачи.

Distance70%

Расстояние · Математический справочник

Мера непохожести объектов — основа кластеризации, k-NN и поиска.

Eigenvalue70%

Собственное значение · Математический справочник

Коэффициент растяжения вдоль направления, которое преобразование не поворачивает.

Eigenvector70%

Собственный вектор · Математический справочник

Направление, сохраняющееся при линейном преобразовании с точностью до масштаба.

PCA70%

Метод главных компонент · Классическое машинное обучение

Ортогональная проекция на направления максимальной дисперсии — линейное сжатие с минимальной потерей информации.

Metric spaces70%

Метрические пространства · Топологический анализ данных

Множество с функцией расстояния. Любой TDA-пайплайн начинается с выбора метрики.

Кому эта тема нужна

Профильная компетенция для роли: Исследователь.

Усиливает профиль: Data Scientist.

Следующий шагДальше по связи: Pinhole Camera ModelПростейшая модель съёмки: луч из точки сцены проходит через центр проекции и оставляет след на матрице. На ней держится вся геометрия многовидового зрения.Перейти →

Глава «Математический справочник» последний раз правилась . Нашли ошибку — напишите.