矩阵论奇异值分解

参考链接:https://www.zhihu.com/question/22237507

矩阵的奇异值分解就是将矩阵分解成若干秩一矩阵之和,公式表达式:

A=\sigma _{1}u _{1}v_{1}^{T}+\sigma _{2}u _{2}v_{2}^{T}+\cdot \cdot \cdot +\sigma _{n}u _{n}v_{n}^{T}

其中\sigma_{1},\sigma_{2},\cdot \cdot \cdot ,\sigma_{n}表示奇异值,u,v分别表示列向量,秩一矩阵就是秩为一的矩阵。而且我们假定

\sigma _{1}\geq \sigma _{2}\geq\cdot \cdot \cdot \geq \sigma _{n}> 0

\sigma的大小代表权重值,\sigma越大,权重越大。


举个例子

这张图像的像素矩阵为A,对A奇异值分解得到表达式:

A=\sigma _{1}u _{1}v_{1}^{T}+\sigma _{2}u _{2}v_{2}^{T}+\cdot \cdot \cdot +\sigma _{n}u _{n}v_{n}^{T}

只保留第一项:A _{1}=\sigma _{1}u _{1}v_{1}^{T}

只保留前五项:A_{5}=\sigma _{1}u _{1}v_{1}^{T}+\sigma _{2}u _{2}v_{2}^{T}+\sigma _{3}u _{3}v_{3}^{T}+\sigma _{4}u _{4}v_{4}^{T}+\sigma _{5}u _{5}v_{5}^{T}

保留前20项:A_{20}

保留前50项:A_{50}


奇异值描述了“小矩阵”对A的贡献。

矩阵等价于线性空间的变换。

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