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기술

정보 이론적 거리 학습

정보 이론적 거리 학습기술
영문명
Information Theoretic Metric Learning
약칭
ITML
학습 대상
양의 정부호 행렬 A
정규화 기준
초기 행렬 A₀와의 LogDet 발산
정보 이론적 거리 학습은 점쌍의 유사성과 비유사성 제약을 만족하면서 기준 거리 행렬에서 정보 이론적으로 가까운 거리 행렬을 구하는 방법이다. 대표적인 ITML은 LogDet 발산으로 행렬의 변화를 정규화한다.

점쌍의 거리 제약

제곱거리 dA(x,y)=(x−y)ᵀA(x−y)를 정의한다. 유사한 쌍은 정한 상한 이하, 비유사한 쌍은 하한 이상이 되도록 요구한다. 범주 레이블 전체가 없어도 일부 점쌍에 대한 관계를 제약으로 제공할 수 있다.

기준 행렬에 가깝게

양의 정부호 A와 A₀에 대해 LogDet 형태는 tr(AA₀⁻¹)−ln det(AA₀⁻¹)−d로 쓸 수 있다. A₀가 단위행렬이고 A=diag(2,0.5)이면 대각합은 2.5, 행렬식은 1이므로 값은 0.5다. A=A₀이면 0이다.

정보 이론의 연결

행렬을 같은 평균을 갖는 가우스 분포의 정밀도 행렬로 연결하면 발산을 분포 사이 상대 엔트로피와 연관 지을 수 있다. 가까움은 행렬 원소의 제곱차만으로 정한 것이 아니다. 초기 행렬을 무엇으로 고르는지도 최종 거리에 반영되는 사전 정보다.

제약의 일관성

같은 점쌍에 제곱거리 1 이하와 3 이상을 동시에 강제하면 두 조건을 모두 만족할 수 없다. 자료의 관계 정보가 충돌할 수 있으므로 완화 변수를 사용하는 구성에서는 그 비용과 허용 범위를 살핀다. 학습된 거리는 제약에 맞춘 결과이며 새 자료의 이웃 분류나 군집 성능은 별도로 평가한다.

관련 문서

LMNN / 이웃 성분 분석 / 마할라노비스 거리 / 쿨백 라이블러 발산 / 행렬식 / 가우스 분포