數學基礎 奇異值分解SVD

2022-04-28 10:24:36 字數 793 閱讀 8433

之前看到過很多次奇異值分解這個概念,但我確實沒有學過。大學線性代數課教的就是坨屎,我也沒怎麼去上課,後來查了點資料算是搞清楚了,現在寫點東西總結一下。

奇異值分解,就是把乙個矩陣拆成一組矩陣之和。在數學裡面,因式分解,泰勒展開,傅利葉展開,特徵值分解,奇異值分解都是這個路數。就是把當前資料表示成一組某種意義下互相獨立的資料疊加的形式。目的在於簡化計算處理或捨棄次要資訊。

數學表達:

其中係數

是每一項的奇異值,u,v是列向量,可以發現每一項的

都是秩為一的矩陣,我們人為假定。跟矩陣特徵值分解在形式上還是有很大相似之處的。

每個矩陣都可以表示成多個秩為一的矩陣的和,而每一項前的係數也就是奇異值

的大小反映了這一項相對於a的權重大小。

然後說一下svd的物理應用,主要舉例影象壓縮與影象去噪。

影象壓縮,即適當降低影象精度,假設矩陣a表示了目標,對a作svd分解,那麼我們把a的分解式末端權重較小的部分捨棄(或者說只保留前面權重大的若干項),那麼這張所需儲存量便大大降低了,進而達到了影象壓縮。

影象去噪,如果一副影象包含雜訊,我們有理由相信那些較小的奇異值就是由雜訊引起的。例如影象矩陣a奇異值分解後得到的奇異值為:15.29,7.33,5.23,4.16,0.24,0.03。最後兩項相對於前面幾項權重太小了,把它們捨掉,便直觀地看出影象雜訊減少了。

奇異值分解 SVD

最近不小心接觸到了svd,然後認真看下去之後發現這東西真的挺強大的,把乙個推薦問題轉化為純數學矩陣問題,看了一些部落格,把乙個寫個比較具體的博文引入進來,給自己看的,所以把覺得沒必要的就去掉了,博文下面附原始部落格位址。一 基礎知識 1.矩陣的秩 矩陣的秩是矩陣中線性無關的行或列的個數 2.對角矩陣...

SVD奇異值分解

原文出處 今天我們來講講奇異值分解和它的一些有意思的應用。奇異值分解是乙個非常,非常,非常大的話題,它的英文是 singular value decomposition,一般簡稱為 svd。下面先給出它大概的意思 對於任意乙個 m n 的矩陣 m 不妨假設 m n 它可以被分解為 m udv t 其...

奇異值分解(SVD)

svd是singular value decomposition的縮寫,是去除冗餘 資訊提取和資料約簡的強大工具。若a為p q實數矩陣,則存在p階正交矩陣u和q階正交矩陣v,使得 a u v 上式就是奇異值分解,其中p q矩陣 中,i,i 元素 i 0,i 1,2,3,min p,q 其他元素均為0...