SPD流形
SPD流形是由对称正定矩阵组成的流形,记为
Symd++={X:X∈Rd×d,X=XT,vTXv>0, for any v∈Rd}Sym++d={X:X∈Rd×d,X=XT,vTXv>0, for any v∈Rd}
Bregman散度
令ς : Symcd++ → Rς : Symc++d → R为定义在SPD流形上的严格凸可微函数,Breman矩阵散度定义为:
dς(X,Y)=ς(X)−ς(Y)−⟨▽ς(Y),X−Y⟩dς(X,Y)=ς(X)−ς(Y)−⟨▽ς(Y),X−Y⟩
其中⟨X,Y⟩=Tr(XTY)⟨X,Y⟩=Tr(XTY),▽ς(Y)▽ς(Y)表示函数ςς在YY上的梯度。
J散度
令,得到Jeffery散度的表达式为:
J(X,Y)=12dς(X,Y)+12dς(Y,X)=12Tr(X−1Y)−12log|X−1Y|+12Tr(Y−1X)−12log|Y−1X|−n=c12Tr(X−1Y)+12Tr(Y−1X)−nJ(X,Y)=12dς(X,Y)+12dς(Y,X)=12Tr(X−1Y)−12log|X−1Y|+12Tr(Y−1X)−12log|Y−1X|−n=c12Tr(X−1Y)+12Tr(Y−1X)−n
S散度
令ς(X)=−log|X|ς(X)=−log|X|,得到Stein散度的表达式为:
S(X,Y)=12dς(X,X+Y2)+12dς(Y,X+Y2)=12log|X+Y2|−12log|XY|S(X,Y)=12dς(X,X+Y2)+12dς(Y,X+Y2)=12log|X+Y2|−12log|XY|
性质
J散度和S散度都是仿射不变的。