理解矩阵(一)

作者: 布吃饺子 | 来源:发表于2018-04-14 22:41 被阅读147次

不同人对矩阵有不同的理解,有人说是一种变化,有人说是一种运动。
不过,我的理解是:
矩阵是一个过滤器

过滤器

过滤器是什么,用来过滤东西的物体叫过滤器,比如过滤水中杂质的净水器。

不过滤的时候,它就是一个物体。而进行过滤的时候,他就是一个净水器,把污水变成了净水。

矩阵与过滤器

矩阵是一种变化

正如过滤器把污水变成净水一样,一个物体在与矩阵相互作用之后,也能变化成另一个物体。

也可以理解为矩阵变化是一种投影。

以上只是通俗的理解。

而实际上,一个输入在与矩阵变化之后,它还拥有了矩阵的信息。就像是一束光在照到某个人之后,会在墙壁上留下这个人的影子。

一束光就是输入,而人就是矩阵,影子就是输出。

经过矩阵运算之后,光就变成了影子。

有人认为是人变成了影子,这样理解也没错,因为影子不止包含了光的信息,还包含人的信息。

理解为人在光的作用下,或者光被人遮挡,都可以。因为他们是相互作用,缺一不可。

而神经网络的train就是类似的原理:通过input的运动,穿过矩阵,在矩阵中留下属于它的信息,这样test的时候看输入与这些信息相互作用,能得到什么样的输出。

矩阵拥有属性

过滤器有属性,比如沙、石、又或是其他的东西。

我们都知道矩阵是有维度的。

每一个矩阵在各纬度上都有各自的属性。

平面(二维)上任意一个点都有一个坐标。

空间坐标(三维)中任意一个物体都有一个位置。

空间坐标+时间线 (四维) 每一个时刻都有一个你,不会存在这样一种可能:在某个时刻你消失了,某个时刻又出现了 。

以上是我们能够正常理解的话语,那么反过来说便是。

每一个点在二维中都有属性(x,y)

每一个物体在三维中都有属性(x,y,z)

每一个人在特定的时间都有一个你自己,我们经常会回忆,小时候的我,牵手时候的我,恋爱时候的我,分手时候的我。而这个我除了属性三维属性以外,还有一个属性便是时间。

训练神经网络,实际上就是训练其中的属性,让它的属性尽可能的接近我们所需要的物体所具备的属性。

矩阵与运动

函数

在说矩阵与运动之前,要先说说函数。

我们都知道,函数,可以表示物体运动的方向,如果在多维中来理解就是物体变化的方向,这个变化不止是方位的变化,还有可能是年龄、身高、体重、血压、心跳等等一系列属性变化的方向


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矩阵

矩阵,可以理解为函数的多维形式。

水流动经过了过滤器之后,变成了干净的水。

而一个点只需要照着一个函数,就可以移动到另一个点。

而在二维空间中,一个点A要运动到B,可以通过不同的轨迹,如下图,也就是说,可以有多个不同的矩阵,让一个点变化到另一个点。


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因此:对于一个线性变换,只要你选定一组基,那么就可以找到一个矩阵来描述这个线性变换。换一组基,就得到一个不同的矩阵。所有这些矩阵都是这同一个线性变换的描述,但又都不是线性变换本身

相似矩阵

我们经常听过或者说起一句话:“同样的道理。”

相似矩阵就是有相同的道理的矩阵。

也可以理解成小规模、大规模的区别


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