We develop theory and software for rotation equivariant operators on scalar and vector fields, with diverse applications in simulation, optimization and machine learning. Rotation equivariance (covariance) means all fields in the system rotate together, implying spatially invariant dynamics that preserve symmetry. Extending the convolution theorems of linear time invariant systems, we theorize that linear equivariant operators are characterized by tensor field convolutions using an appropriate product between the input field and a radially symmetric kernel field. Most Green's functions and differential operators are in fact equivariant operators, which can also fit unknown symmetry preserving dynamics by parameterizing the radial function. We implement the Julia package EquivariantOperators.jl for fully differentiable finite difference equivariant operators on scalar, vector and higher order tensor fields in 2d/3d. It can run forwards for simulation or image processing, or be back propagated for computer vision, inverse problems and optimal control. Code at https://aced-differentiate.github.io/EquivariantOperators.jl/


翻译:我们为在斜体和矢量字段中旋转等同操作员开发理论和软件,在模拟、优化和机器学习中应用各种应用。旋转等同(共差)意指系统中所有字段一起旋转,意味着空间上的变化动态,以保持对称。我们推想线性等同操作员在斜体和矢量字段中,使用输入字段和辐射对称内核字段之间的适当产品,将线性等异操作员的变异特征化为高频字段。大多数绿体的功能和差异操作员都是事实上的等异操作员,它们也可以通过对辐射功能进行参数化来适应未知的对称保护动态。我们实施了Julia 套件 EquivariantOperators.jl, 用于2d/3d 的伸缩缩、矢量和更高顺序的微调操作员。它可以运行模拟或图像处理前方产品,或者为计算机视觉反向传播或优化控制。在 https://acevari-dioliobal.giotators。

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