ランダム


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次の質問があります。

私は2人の行列があるとX,Y両方のサイズのm×pとランダムIIDガウス行列Gのサイズのm×k、m≫p>k。

を計算する高速な方法はありexp⁡(−XYT)Gますか?おそらく、Xと両方Yがよりはるかに小さいという事実を使用することによってXYT?ここで、exp⁡(⋅)は、エントリごとの(つまり、行列の各エントリの)指数を意味します。明らかに、指数がなければ、それは簡単で、単純にX(YTG)で実行できますが、問題は、要素単位の指数がもはや低ランクではないことです。

質問の動機は、フォームのカーネルを乗算することです

Dij=exp⁡(−dij)またはDij=exp⁡(−dij2)

dij=‖xi−yj‖及び効率的にランダム行列による。xi,yi∈Rp

近似解も問題ありません。


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私は明確な質問を(私は残念ながら任意のアイデアを自分自身を持っていない)を見つけるが、指数関数的であるという事実成分ごとに、私は多くの人々を欺くために起こっていると思う- のために非常に標準表記法である行列の指数、特にODEとPDEの理論において。タイトルを少し言い換えてもらえますか?exp⁡(A)
— Kirill、2015年

速く定義しますか?あなたは、全体の行列をループせずにベクトル化の方法で意味するか?−バツYT
— nluigi 2015年

より低い計算の複雑さ。O(メートル2k)
— ギル

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関連するかもしれないNIPS'16紙papers.nips.cc/paper/6246-orthogonal-random-features
— Memming

1
紙を調べたところ、とても参考になりました。ありがとう!@メミング
— ギル

回答:


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近似値で十分ならば、多分私達は開発することによって始めることができる次のように演算子を: EXP (Z )= ∞ Σの K = 0 ZのKexp 力の用語は、要素ごとの表記に従い、アダマールの力を指し、標準的な規則を少し乱用していることに注意してください。

exp⁡(Z)=∑k=0∞Zkk!=1+Z+Z22+Z36+Z424+...

これは式を書き直す可能性を与えます: ここで、Iは適切なサイズの単位行列です。1次の近似で対処できる場合、次のようになります 。exp(−XYT)G

exp⁡(−XYT)G=(I−XYT+(XYT)22−(XYT)36+(XYT)424−...)G=G−XYTG+(XYT)2G2−(XYT)3G6+(XYT)4G24−...
I 簡単操作で得られました。より高次の近似については、アダマールパワーの解を計算する必要があります。これはおそらく少し難しいか、私はまだ直接の解を見ていません。
exp⁡(−バツYT)G=G−バツYTG+O(メートルaバツ(|バツYT|)2)≈G−バツYTG=G−バツ(YTG)

O(ん2)O((‖バツ‖‖Y‖)2)

@FedericoPoloni、同意する。マトリックスのノルムを使用するよりも適切な表記法を紹介できれば、私は更新させていただきます。
— Tolga Birdal 2017

O(最高(|バツYT|)2)

更新しました。
— Tolga Birdal 2017
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