【数学与算法】奇异矩阵、奇异值、奇异值分解、奇异性
我們經(jīng)常會碰到幾個名詞很相近的一些數(shù)學術語,例如奇異矩陣、奇異值、奇異值分解、奇異性,經(jīng)常會混淆,這里把它們的定義放在一起,做一下總結:
1.奇異矩陣:
奇異矩陣是線性代數(shù)的概念,就是該矩陣的秩不是滿秩。
- 首先,看這個矩陣是不是方陣,即行數(shù)和列數(shù)相等的矩陣,若行數(shù)和列數(shù)不相等,那就談不上奇異矩陣和非奇異矩陣;
- 然后,再看此矩陣的行列式∣A∣\color{red}|A|∣A∣是否等于0,若∣A∣=0\color{red}|A|=0∣A∣=0,稱矩陣AAA為奇異矩陣;若∣A∣≠0\color{red}|A|≠0∣A∣?=0,稱矩陣AAA為非奇異矩陣。
- 同時,由∣A∣≠0\color{red}|A|≠0∣A∣?=0可知矩陣A可逆,這樣可以得出另外一個重要結論:可逆矩陣就是非奇異矩陣,非奇異矩陣也是可逆矩陣。
- 如果AAA為奇異矩陣,則 AX=0\color{red}AX=0AX=0 有無窮解,AX=b\color{red}AX=bAX=b 有無窮解或者無解;
- 如果AAA為非奇異矩陣,則 AX=0\color{red}AX=0AX=0 有且只有唯一零解,AX=b\color{red}AX=bAX=b 有唯一解。
2.奇異值和奇異值分解:
這篇博客奇異值的物理意義是什么,是講解奇異值的作用,有例子分析使用奇異值分解來進行圖像壓縮與圖像去噪,并且對于不是方陣的矩陣也可以分解。
圖像壓縮與圖像去噪用的方法都是奇異值分解,過程也是一樣,但是他們的目的不一樣:
- 當我們想要壓縮圖像進行傳輸時,我們可以用奇異值分解;
- 當我們想要對圖像進行去噪時,我們也可以用奇異值分解;
這就像,我們想要看電影,我們可以使用電腦;我們想要打游戲,我們也可以使用電腦。
該博客的核心是:
這里做一下說明:uuu、vvv都是列向量,uuu列向量的維度等于Am?nA_{m*n}Am?n?的行數(shù)m、vvv列向量的維度等于AAA的列數(shù)n,那么 uvTuv^TuvT就是 (mx1)*(1xn)=mxn的矩陣,但是uvTuv^TuvT的秩必定為1。
例如:
[123]?[678]=[1?61?71?82?62?72?83?63?73?8]\begin{bmatrix} 1\\2\\3\\ \end{bmatrix} * \begin{bmatrix} 6&7&8\\ \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 1*6&1*7&1*8\\2*6&2*7&2*8\\3*6&3*7&3*8\\ \end{bmatrix} ???123?????[6?7?8?]=???1?62?63?6?1?72?73?7?1?82?83?8????
可以看到,上面等式右邊的矩陣秩必定為1。
【奇異值分解】 在 【圖像壓縮】 的運用:
這篇博客奇異值分解是講解怎么進行SVD奇異值分解,包括求UUU、VVV、奇異值矩陣Σ\SigmaΣ。主要內容如下:
3.奇異性:
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【数学与算法】奇异矩阵、奇异值、奇异值分解、奇异性的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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