Spec-Zone.ru › TensorFlow 2.4

tf.linalg.LinearOperatorLowerTriangular

Просмотреть исходный код на GitHub

LinearOperator подобно [пакетному] квадратному нижнему треугольному матрице.

Наследует от: LinearOperator, Module

Просмотр псевдонимов

Псевдонимы для миграции

См. Руководство по миграции для получения более подробной информации.

tf.compat.v1.linalg.LinearOperatorLowerTriangular

tf.linalg.LinearOperatorLowerTriangular(
    tril, is_non_singular=None, is_self_adjoint=None, is_positive_definite=None,
    is_square=None, name='LinearOperatorLowerTriangular'
)

Этот оператор действует как [пакетная] нижняя треугольная матрица A с формой [B1,...,Bb, N, N] для некоторого b >= 0. Первые b индексы индексируют элемент пакета. Для каждого индекса пакета (i1,...,ib), A[i1,...,ib, : :] является N x N матрицей.

LinearOperatorLowerTriangular инициализируется с Tensor, имеющей размеры [B1,...,Bb, N, N]. Верхний треугольник последних двух измерений игнорируется.

# Create a 2 x 2 lower-triangular linear operator.
tril = [[1., 2.], [3., 4.]]
operator = LinearOperatorLowerTriangular(tril)

# The upper triangle is ignored.
operator.to_dense()
==> [[1., 0.]
     [3., 4.]]

operator.shape
==> [2, 2]

operator.log_abs_determinant()
==> scalar Tensor

x = ... Shape [2, 4] Tensor
operator.matmul(x)
==> Shape [2, 4] Tensor

# Create a [2, 3] batch of 4 x 4 linear operators.
tril = tf.random.normal(shape=[2, 3, 4, 4])
operator = LinearOperatorLowerTriangular(tril)

Совместимость форм

Этот оператор действует на [пакетной] матрице с совместимой формой. x является пакетной матрицей с совместимой формой для matmul и solve если

operator.shape = [B1,...,Bb] + [N, N],  with b >= 0
x.shape =        [B1,...,Bb] + [N, R],  with R >= 0.

Производительность

Предположим, что operator является LinearOperatorLowerTriangular формы [N, N], а x.shape = [N, R]. Тогда

  • operator.matmul(x) включает N^2 * R умножений.
  • operator.solve(x) включает N * R размер N обратных подстановок.
  • operator.determinant() включает размер N reduce_prod.

Если вместо этого operator и x имеют форму [B1,...,Bb, N, N] и [B1,...,Bb, N, R], сложность каждой операции увеличивается на B1*...*Bb.

Рекомендации по свойствам матриц

Этот LinearOperator инициализируется булевыми флагами вида is_X, для X = non_singular, self_adjoint, positive_definite, square. Они имеют следующее значение:

  • Если is_X == True, вызывающие стороны должны ожидать, что оператор обладает свойством X. Это обещание, которое должно быть выполнено, но это не утверждение во время выполнения. Например, конечная точность плавающей точки может привести к нарушению этих обещаний.
  • Если is_X == False, вызывающие стороны должны ожидать, что оператор не обладает свойством X.
  • Если is_X == None (по умолчанию), вызывающие стороны не должны иметь ожиданий ни в ту, ни в другую сторону.
Аргументы
tril Форма [B1,...,Bb, N, N] с b >= 0, N >= 0. Нижняя треугольная часть tril определяет этот оператор. Строго верхний треугольник игнорируется.
is_non_singular Ожидать, что этот оператор является невырожденным. Этот оператор является невырожденным, если и только если его диагональные элементы все ненулевые.
is_self_adjoint Ожидать, что этот оператор равен своему эрмитовому транспонированию. Этот оператор является самосопряжённым только тогда, когда он диагональный с вещественными диагональными элементами. В этом случае рекомендуется использовать LinearOperatorDiag.
is_positive_definite Ожидать, что этот оператор является положительно определённым, что означает, что квадратичная форма x^H A x имеет положительную действительную часть для всех ненулевых x. Обратите внимание, что для положительной определённости оператора не требуется самосопряжённость. См.: https://en.wikipedia.org/wiki/Positive-definite_matrix#Extension_for_non-symmetric_matrices
is_square Ожидать, что этот оператор действует как квадратные [пакетные] матрицы.
name Имя для этого LinearOperator.
Исключения
ValueError Если is_square является False
Атрибуты
H Возвращает сопряженный оператор.

Учитывая A представляющий этот LinearOperator, вернуть A*. Обратите внимание, что вызов self.adjoint() и self.H эквивалентны.

batch_shape Размерность пакетных измерений этого оператора.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то он возвращает TensorShape([B1,...,Bb]), эквивалентное A.shape[:-2]

domain_dimension Размерность (в смысле векторных пространств) области действия этого оператора.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то возвращает N.

dtype Ранг Tensor обрабатываемых этим оператором.
graph_parents Список зависимостей графа этого оператора. (устаревшее)
Предупреждение: ЭТА ФУНКЦИЯ УСТАРЕЛА. Она будет удалена в будущей версии. Инструкции по обновлению: Не вызывайте graph_parents.
is_non_singular
is_positive_definite
is_self_adjoint
is_square Возвращает True/False в зависимости от того, является ли оператор квадратным.
parameters Словарь параметров, используемых для создания этого оператора.
range_dimension Размерность (в смысле векторных пространств) области значений этого оператора.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то возвращает M.

shape Ранг этого оператора.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то возвращает TensorShape([B1,...,Bb, M, N]), эквивалентное A.shape.

tensor_rank Ранг (в смысле тензоров) матрицы, соответствующей этому оператору.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то возвращает b + 2.

Методы

add_to_tensor

Просмотреть исходный код

add_to_tensor(
    x, name='add_to_tensor'
)

Добавить матрицу, представленную этим оператором, к x. Эквивалентно A + x.

Аргументы
x Тензор с той же размерностью и формой, что и self.shape.
name Имя для этого оператора.
Возвращает
Тензор с транслированной формой и той же размерностью, что и self.

adjoint

Просмотреть исходный код

adjoint(
    name='adjoint'
)

Возвращает сопряжённый оператор.

Учитывая A представляющий этот LinearOperator, вернуть A*. Обратите внимание, что вызов self.adjoint() и self.H эквивалентны.

Аргументы
name Имя для этого оператора.
Возвращает
Оператор, представляющий сопряжённый оператор.

assert_non_singular

Просмотреть исходный код

assert_non_singular(
    name='assert_non_singular'
)

Возвращает оператор, проверяющий, что оператор невырожден.

Этот оператор считается невырожденным, если

ConditionNumber < max{100, range_dimension, domain_dimension} * eps,
eps := np.finfo(self.dtype.as_numpy_dtype).eps
Аргументы
name Имя, добавляемое к созданным операторам.
Возвращает
Оператор проверки невырожденности.

assert_positive_definite

Просмотреть исходный код

assert_positive_definite(
    name='assert_positive_definite'
)

Возвращает оператор, проверяющий, что оператор положительно определён.

Здесь положительная определённость означает, что квадратичная форма x^H A x имеет положительную действительную часть для всех ненулевых x.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Объект Assert Op, который при выполнении может вызвать исключение InvalidArgumentError в случае, если оператор не является положительно определенным.

assert_self_adjoint

Просмотреть исходный код

assert_self_adjoint(
    name='assert_self_adjoint'
)

Возвращает объект Op, который проверяет, что этот оператор является самосопряженным.

Здесь мы проверяем, что этот оператор точно равен своему эрмитовому транспонированию.

Аргументы
name Строковое имя для добавления к созданным операциям.
Возвращаемое значение
Объект Assert Op, который при выполнении может вызвать исключение InvalidArgumentError в случае, если оператор не является самосопряженным.

batch_shape_tensor

Просмотреть исходный код

batch_shape_tensor(
    name='batch_shape_tensor'
)

Форма размерностей пакета этого оператора, определяемая во время выполнения.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то это возвращает объект Tensor, содержащий [B1,...,Bb].

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
int32 Tensor

cholesky

Просмотреть исходный код

cholesky(
    name='cholesky'
)

Возвращает фактор Холецкого как LinearOperator.

Учитывая A , представляющий этот LinearOperator, если A является положительно определённой самосопряжённой матрицей, возвращает L, где A = L L^T, т.е. разложение Холецкого.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
LinearOperator , представляющий нижнюю треугольную матрицу в разложении Холецкого.
Исключения
ValueError В случае, если LinearOperator не обозначен как положительно определённый и самосопряжённый.

cond

Просмотреть исходный код

cond(
    name='cond'
)

Возвращает числовую характеристику (число обусловленности) этого линейного оператора.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Объект [B1,...,Bb] Tensor той же dtype , что и self.

determinant

Просмотреть исходный код

determinant(
    name='det'
)

Определитель для каждого члена пакета.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Tensor с формой self.batch_shape и той же dtype , что и self.
Исключения
NotImplementedError Если self.is_square является False.

diag_part

Просмотреть исходный код

diag_part(
    name='diag_part'
)

Эффективно получить [пакетный] диагональный элемент этого оператора.

Если этот оператор имеет форму [B1,...,Bb, M, N], это возвращает Tensor diagonal, с формой [B1,...,Bb, min(M, N)], где diagonal[b1,...,bb, i] = self.to_dense()[b1,...,bb, i, i].

my_operator = LinearOperatorDiag([1., 2.])

# Efficiently get the diagonal
my_operator.diag_part()
==> [1., 2.]

# Equivalent, but inefficient method
tf.linalg.diag_part(my_operator.to_dense())
==> [1., 2.]
Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
diag_part Tensor с той же dtype , что и self.

domain_dimension_tensor

Просмотреть исходный код

domain_dimension_tensor(
    name='domain_dimension_tensor'
)

Размерность (в смысле векторных пространств) области действия этого оператора.

Определяется во время выполнения.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то это возвращает N.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
int32 Tensor

eigvals

Просмотреть исходный код

eigvals(
    name='eigvals'
)

Возвращает собственные значения этого линейного оператора.

Если оператор помечен как самосопряжённый (через is_self_adjoint) это вычисление может быть более эффективным.

Примечание: В настоящее время это поддерживает только самосопряжённые операторы.
Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Объект [B1,...,Bb, N] Tensor той же dtype , что и self.

inverse

Просмотреть исходный код

inverse(
    name='inverse'
)

Возвращает обратный оператор для данного LinearOperator.

Учитывая A , представляющий этот LinearOperator, возвращает LinearOperator , представляющий A^-1.

Аргументы
name Область имен для использования с операциями, добавленными этим методом.
Возвращаемое значение
Объект LinearOperator , представляющий обратную матрицу.
Исключения
ValueError Если LinearOperator не обозначен как non_singular.

log_abs_determinant

Просмотреть исходный код

log_abs_determinant(
    name='log_abs_det'
)

Логарифм абсолютного значения определителя для каждого члена пакета.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Tensor с формой self.batch_shape и той же dtype , что и self.
Исключения
NotImplementedError Если self.is_square является False.

matmul

Просмотреть исходный код

matmul(
    x, adjoint=False, adjoint_arg=False, name='matmul'
)

Преобразует [пакетную] матрицу x с помощью левого умножения: x --> Ax.

# Make an operator acting like batch matrix A.  Assume A.shape = [..., M, N]
operator = LinearOperator(...)
operator.shape = [..., M, N]

X = ... # shape [..., N, R], batch matrix, R > 0.

Y = operator.matmul(X)
Y.shape
==> [..., M, R]

Y[..., :, r] = sum_j A[..., :, j] X[j, r]
Аргументы
x LinearOperator или Tensor с совместимой формой и тем же dtype что и self. См. строку документации класса для определения совместимости.
adjoint Питон bool. Если True, выполнить левое умножение на сопряжённое: A^H x.
adjoint_arg Питон bool. Если True, вычислить A x^H, где x^H — эрмитово транспонирование (транспонирование и комплексное сопряжение).
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
LinearOperator или Tensor с формой [..., M, R] и тем же dtype что и self.

matvec

Просмотреть исходный код

matvec(
    x, adjoint=False, name='matvec'
)

Преобразовать [пакетный] вектор x левым умножением: x --> Ax.

# Make an operator acting like batch matrix A.  Assume A.shape = [..., M, N]
operator = LinearOperator(...)

X = ... # shape [..., N], batch vector

Y = operator.matvec(X)
Y.shape
==> [..., M]

Y[..., :] = sum_j A[..., :, j] X[..., j]
Аргументы
x Tensor с совместимой формой и тем же dtype что и self. x рассматривается как [пакетный] вектор, означающий, что для каждого набора ведущих измерений последнее измерение определяет вектор. См. строку документации класса для определения совместимости.
adjoint Питон bool. Если True, выполнить левое умножение на сопряжённое: A^H x.
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Tensor с формой [..., M] и тем же dtype что и self.

range_dimension_tensor

Просмотреть исходный код

range_dimension_tensor(
    name='range_dimension_tensor'
)

Размерность (в смысле векторных пространств) области значений этого оператора.

Определяется во время выполнения.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то это возвращает M.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
int32 Tensor

shape_tensor

Просмотреть исходный код

shape_tensor(
    name='shape_tensor'
)

Форма этого LinearOperator, определённая во время выполнения.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то это возвращает Tensor, содержащий [B1,...,Bb, M, N], эквивалентный tf.shape(A).

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
int32 Tensor

solve

Просмотреть исходный код

solve(
    rhs, adjoint=False, adjoint_arg=False, name='solve'
)

Решить (точно или приближённо) R (пакетные) системы уравнений: A X = rhs.

Возвращённое Tensor будет близко к точному решению, если A хорошо обусловлена. В противном случае близость будет варьироваться. Подробности см. в строке документации класса.

Примеры:

# Make an operator acting like batch matrix A.  Assume A.shape = [..., M, N]
operator = LinearOperator(...)
operator.shape = [..., M, N]

# Solve R > 0 linear systems for every member of the batch.
RHS = ... # shape [..., M, R]

X = operator.solve(RHS)
# X[..., :, r] is the solution to the r'th linear system
# sum_j A[..., :, j] X[..., j, r] = RHS[..., :, r]

operator.matmul(X)
==> RHS
Аргументы
rhs Tensor с такой же dtype как у этого оператора и совместимой формой. rhs рассматривается как [пакетная] матрица, что означает, что для каждого набора ведущих измерений две последние размерности определяют матрицу. См. строку документации класса для определения совместимости.
adjoint Питон bool. Если True, решить систему, включающую сопряжённый оператор LinearOperator: A^H X = rhs.
adjoint_arg Питон bool. Если True, решить A X = rhs^H, где rhs^H — эрмитово транспонирование (транспонирование и комплексное сопряжение).
name Имя области видимости, которое следует использовать для операций, добавленных этим методом.
Возвращаемое значение
Tensor с формой [...,N, R] и тем же dtype что и rhs.
Исключения
NotImplementedError Если self.is_non_singular или is_square ложно.

solvevec

Просмотреть исходный код

solvevec(
    rhs, adjoint=False, name='solve'
)

Решить одиночное уравнение с наилучшими усилиями: A X = rhs.

Возвращённое Tensor будет близко к точному решению, если A хорошо обусловлена. В противном случае близость будет варьироваться. Подробности см. в строке документации класса.

Примеры:

# Make an operator acting like batch matrix A.  Assume A.shape = [..., M, N]
operator = LinearOperator(...)
operator.shape = [..., M, N]

# Solve one linear system for every member of the batch.
RHS = ... # shape [..., M]

X = operator.solvevec(RHS)
# X is the solution to the linear system
# sum_j A[..., :, j] X[..., j] = RHS[..., :]

operator.matvec(X)
==> RHS
Аргументы
rhs Tensor с такой же dtype как у этого оператора. rhs рассматривается как [пакетный] вектор, что означает, что для каждого набора ведущих измерений последнее измерение определяет вектор. См. строку документации класса для определения совместимости относительно пакетных измерений.
adjoint Питон bool. Если True, решить систему, включающую сопряжённый оператор LinearOperator: A^H X = rhs.
name Имя области видимости, которое следует использовать для операций, добавленных этим методом.
Возвращаемое значение
Tensor с формой [...,N] и тем же dtype что и rhs.
Исключения
NotImplementedError Если self.is_non_singular или is_square ложно.

tensor_rank_tensor

Просмотреть исходный код

tensor_rank_tensor(
    name='tensor_rank_tensor'
)

Ранг (в смысле тензоров) матрицы, соответствующей этому оператору.

Если этот оператор действует как пакетная матрица A с A.shape = [B1,...,Bb, M, N], то это возвращает b + 2.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
int32 Tensor, определённая во время выполнения.

to_dense

Просмотреть исходный код

to_dense(
    name='to_dense'
)

Возвратить плотная (пакетная) матрица, представляющая этот оператор.

trace

Просмотреть исходный код

trace(
    name='trace'
)

След линейного оператора, равный сумме self.diag_part().

Если оператор квадратный, это также сумма собственных значений.

Аргументы
name Имя для этого Op.
Возвращаемое значение
Форма [B1,...,Bb] Tensor с той же dtype что и self.

__matmul__

Просмотреть исходный код

__matmul__(
    other
)

© 2020 The TensorFlow Authors. All rights reserved.
Licensed under the Creative Commons Attribution License 3.0.
Code samples licensed under the Apache 2.0 License.
https://www.tensorflow.org/versions/r2.4/api_docs/python/tf/linalg/LinearOperatorLowerTriangular

Spec-Zone.ru

Настройки Оффлайн Что нового Помощь О нас
Spec-Zone .ru
спецификации, руководства, описания, API