Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
フェージングと積分計算と超球面
Search
Sponsored
·
Your Podcast. Everywhere. Effortlessly.
Share. Educate. Inspire. Entertain. You do you. We'll handle the rest.
→
Takatomo Torigoe
July 29, 2014
Science
430
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
フェージングと積分計算と超球面
Takatomo Torigoe
July 29, 2014
More Decks by Takatomo Torigoe
See All by Takatomo Torigoe
型付きアクターモデルがもたらす分散シミュレーションの未来
piyo7
0
1.3k
AI動画生成ガチャ紹介
piyo7
1
470
AIイラスト生成・編集テクニック紹介
piyo7
2
530
PandasAIにおけるLLMを用いた自然言語クエリの仕組み
piyo7
0
600
HdrHistogram紹介:ストリーミングで統計値を算出するための 高速・省メモリなライブラリ
piyo7
0
570
AI画像生成の紹介スライドをAI画像とAIチャットで作ってみた
piyo7
0
400
将棋AI「dlshogi」紹介
piyo7
1
1.2k
軌跡検索エンジンT-Torch論文紹介
piyo7
0
330
DynamicでScalableな空間分割データ構造Bkd-Tree
piyo7
0
1.2k
Other Decks in Science
See All in Science
AI bij literatuuronderzoek in de wetenschap
voginip
0
250
Non-Gaussian, nonlinear causal discovery with hidden variables and application
sshimizu2006
0
180
From Prediction to Understanding: Causal Discovery for Data Science and AI Applications
sshimizu2006
0
290
データベース12: 正規化(2/2) - データ従属性に基づく正規化
trycycle
PRO
0
1.7k
Build your own LLM, Live, with MicroGPT
ianozsvald
0
140
機械学習 - K近傍法 & 機械学習のお作法
trycycle
PRO
1
1.6k
やるべきときにMLをやる AIエージェント開発
fufufukakaka
2
1.6k
Testing the Longevity Bottleneck Hypothesis
chinson03
0
450
不動産業界における業界特化のデータ整備とAI活用 ─Vertical DataとVertical AI─
estie
1
950
O(log n)-Approximation Algorithms for Bipartiteness Ratio
tasusu
0
180
摂理と合理の肉体改造 — AI時代の減量を支える観測・制御・継続
kiyoshi
0
3.4k
生成AI・プレプリント時代における 研究成果公開の再設計 ― トップカンファレンス文化はどこへ向かうのか / Redesigning the Dissemination of Research Outputs in the Age of Generative AI and Preprints — Where Is the Top-Conference Culture Heading?
ykiyota
0
30k
Featured
See All Featured
Crafting Experiences
bethany
1
290
Imperfection Machines: The Place of Print at Facebook
scottboms
270
14k
The Limits of Empathy - UXLibs8
cassininazir
1
640
Rails Girls Zürich Keynote
gr2m
96
14k
Code Reviewing Like a Champion
maltzj
528
40k
How To Speak Unicorn (iThemes Webinar)
marktimemedia
1
570
Mobile First: as difficult as doing things right
swwweet
225
10k
Introduction to Domain-Driven Design and Collaborative software design
baasie
1
970
Designing for Timeless Needs
cassininazir
1
470
Sharpening the Axe: The Primacy of Toolmaking
bcantrill
46
3k
Future Trends and Review - Lecture 12 - Web Technologies (1019888BNR)
signer
PRO
0
3.7k
Product Roadmaps are Hard
iamctodd
55
13k
Transcript
フェージングと 積分計算と 超球面 鳥越貴智 2014/07/29 参考文献『ディジタル移動通信の電波伝搬基礎』2.3節前半
正規分布(復習) N μ, σ2 x = 1 2𝜋𝜎2 𝑒 −
𝑥−𝜇2 2𝜎2 μ:平均 σ:分散 中心極限定理 独立同分布(i.i.d: Independent and Identically Distributed) な標本の平均値は、標本数を増やすと正規分布に収束する 「同じようなものがたくさんランダムに集まった時の和の分布」 ただし独立同分布はけっこう強い仮定 #リスク評価などで安易に仮定すると危険なことも
レイリー分布の導出(復習) N 0, σ2 x ∙ N 0, σ2 y
∙ ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− x2+y2 2σ2 ∙ ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− 𝐫𝟐 2σ2∙ 𝐫 ∙ ⅆθ ⅆr 2π 0 ∞ 0 = 1 2πσ2 ∙ e− r2 2σ2 ∙ 𝑟 ∙ 𝟐𝝅 ∙ ⅆr ∞ 0 = r σ2 ∙ e− r2 2σ2 ∙ ⅆr ∞ 0 𝑥 = 𝑟 ∙ cos 𝜃 𝑦 = 𝑟 ∙ sin 𝜃 ヤコビ行列 ⅆ𝑥 ⅆ𝑦 = cos 𝜃 −𝑟 sin 𝜃 sin 𝜃 𝑟 cos 𝜃 ⅆ𝑟 ⅆ𝜃 ヤコビ行列式 cos 𝜃 −𝑟 sin 𝜃 sin 𝜃 𝑟 cos 𝜃 = 𝑟
仲上―ライス分布 𝑓 𝑟 = r σ2 ∙ e− r2+𝑎2 2σ2
∙ 𝐼0 ( 𝑟𝑎 𝜎2 ) 仲上―ライス分布は、レイリー分布に定常波(a)を一つ加えたもの a r dr 0 𝑓𝑦 = 𝑁(0, 𝜎2) 𝑓𝑥 = 𝑁(𝑎, 𝜎2) φ 定常波
仲上―ライス分布の導出 N 𝐚, σ2 x ∙ N 0, σ2 ∙
ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− (x−𝐚)2+y2 2σ2 ∙ ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− r2−𝟐𝒓𝒂 𝐜𝐨𝐬 𝜽+𝒂𝟐 2σ2 ∙ r ∙ ⅆθ ⅆr 2π 0 ∞ 0 = 1 2πσ2 ∙ e− r2+𝒂𝟐 2σ2 ∙ 𝑟 ∙ ( 𝐞 𝐫𝐚 𝛔𝟐 𝐜𝐨𝐬 𝛉 ∙ ⅆ𝛉 𝟐𝛑 𝟎 ) ∙ ⅆr ∞ 0 = r σ2 ∙ e− r2+𝑎2 2σ2 ∙ 𝑰𝟎 ( 𝒓𝒂 𝝈𝟐 ) ∙ ⅆr ∞ 0 𝑥 = 𝑟 ∙ cos 𝜃 𝑦 = 𝑟 ∙ sin 𝜃 0次第1種 変形ベッセル関数 𝐼0 𝑧 = 1 2𝜋 𝑒z∙cos 𝜃 ∙ ⅆθ 2𝜋 0
仲上M分布 𝑓 𝑟 = 2𝑚𝑚 Ω𝑚Γ(𝑚) ∙ 𝑟 2𝑚−1 ∙
e− 𝑚 Ω 𝑟 2 参考文献では、相対頻度を経由してレイリー分布の拡張としている。また、 「仲上m分布は経験的に導かれた分布であるため、 仲上-ライス分布のように物理的なイメージがつかみにくい。」 とある。でもじっと眺めてると、 少なくとも数学的には超球面の式が隠れてる気が……。 𝑓 𝑟 = 2𝑚𝑚 Ω𝑚𝚪(𝒎) ∙ 𝒓 𝟐𝒎−𝟏 ∙ e− 𝑚 Ω 𝑟 2
レイリー分布の導出(再) N 0, σ2 x ∙ N 0, σ2 y
∙ ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− x2+y2 2σ2 ∙ ⅆx ⅆy ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 2πσ2 ∙ e− r2 2σ2 ∙ 𝟐𝝅𝒓 ∙ ⅆr ∞ 0 = r σ2 ∙ e− r2 2σ2 ∙ ⅆr ∞ 0 レイリー分布は2次元正規分布を式変形したもの これをn次元に拡張すると……? 半径𝑟の円周(2次元超球面) 2𝜋𝑟
超球面 半径𝑟の𝑛次元超球面 𝑆𝑛−1 𝑟 = 2𝜋 𝑛 2 𝜞(𝒏 𝟐
) 𝒓𝒏−𝟏 ここで、ガンマ関数は 𝛤 n + 1 = n! 𝛤 n + 1 2 = 2𝑛−1 ‼ 2𝑛 𝜋 𝑆1 𝑟 = 2𝜋1 𝛤(1) 𝑟1 = 2𝜋𝑟 ∗ 𝛤 1 = 0! = 1 𝑆2 𝑟 = 2𝜋 3 2 𝛤( 3 2 ) 𝑟2 = 4𝜋𝑟2 ∗ 𝛤 3 2 = 1‼ 2 𝜋 = 𝜋 2 𝑆3 𝑟 = 2𝜋2 𝛤(2) 𝑟3 = 2𝜋2𝑟3 ∗ 𝛤 2 = 1! = 1
仲上M分布の導出 ⋯ N 0, σ2 𝑥1 ⋯ 𝐍 𝟎, 𝛔𝟐
𝒙𝒏 ∙ ⅆ𝑥1 ⋯ ⅆ𝒙𝒏 ∞ −∞ ∞ −∞ = ⋯ 1 (2πσ2) 𝑛 2 ∙ e− 𝑥1 2+⋯+𝑥𝑛 2 2σ2 ∙ ⅆ𝑥1 ⋯ ⅆ𝑥𝑛 ∞ −∞ ∞ −∞ = 1 (2πσ2) 𝑛 2 ∙ e− r2 2σ2 ∙ 𝟐𝝅 𝒏 𝟐 𝚪( 𝒏 𝟐 ) 𝒓𝒏−𝟏 ∙ ⅆr ∞ 0 = 2 (2σ2)𝑚Γ(𝑚) ∙ 𝑟2𝑚−1 ∙ e− 1 2σ2 r2 ∙ ⅆr ∞ 0 = 2𝑚𝑚 Ω𝑚Γ(𝑚) ∙ 𝑟 2𝑚−1 ∙ e− 𝑚 Ω 𝑟 2 ∙ ⅆ𝑟 ∞ 0 半径𝑟の𝑛次元超球面 2𝜋 𝑛 2 𝛤( 𝑛 2 ) 𝑟𝑛−1 𝑛 = 2𝑚 𝑟 = 2𝜎2𝑚 Ω 1 2 ∙ 𝑟 ⅆ𝑟 = 2𝜎2𝑚 Ω 1 2 ∙ ⅆ𝑟
まとめ • レイリー分布は、2次元正規分布N 0, σ2 の極座標的な式変形 • 仲上―ライス分布は、レイリー分布に定常波を加えたもの • 仲上m分布は、n次元正規分布N
0, σ2 の極座標的な式変形 • 仲上m分布のn次元は何を意味してる??? レイリー分布の2次元は、IQ平面を意味しているので…… • 仲上m分布に、定常波を加えた分布も導ける?
積み残し ガンマ関数とは? (階乗を一般化した関数、整数論で重要) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%B3%E3%83%9 E%E9%96%A2%E6%95%B0 ベッセル関数とは? (微分方程式の特殊解) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%99%E3%83%83%E3%82%B B%E3%83%AB%E9%96%A2%E6%95%B0 PythonのSciPyにベッセル関数がある!
http://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/tutorial/special.html PythonのSciPyに仲上m分布もある! http://docs.scipy.org/doc/scipy- dev/reference/generated/scipy.stats.nakagami.html