逆矩阵、伪逆矩阵:数据的压缩和复原

2024-04-30 17:58

本文主要是介绍逆矩阵、伪逆矩阵:数据的压缩和复原,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

逆矩阵、伪逆矩阵、数据的压缩和复原:这一块知识虽然很简单,但在光学各种实验情况下经常用到,特此总结。

 

矩阵的乘法 (观测矩阵):C = A* B

C:M*1

A:M*N

B:N*1

A可以理解为一个转化矩阵,或者说 观测矩阵。

矩阵B在观测矩阵A上,观察到的效果是矩阵C

这个思想在物理思想上非常重要,尤其是光学。

实际生活中,往往我们需要通过观测矩阵(A)和观察到的结果(C),来求出原矩阵(B)

也就是解非线性齐次方程,M个方程,N个未知数。

 

求逆矩阵当矩阵A必须是方阵的时候,A才是可逆矩阵,这时M=N,有唯一解,B = inv(A) * C,matlab中测试如下。

%测试逆矩阵
A = rand(10,10);
B = rand(10,1);
C = A*B;
BB = inv(A)*C;
B'
BB'结果:ans =0.0986    0.1420    0.1683    0.1962    0.3175    0.3164    0.2176    0.2510    0.8929    0.7032ans =0.0986    0.1420    0.1683    0.1962    0.3175    0.3164    0.2176    0.2510    0.8929    0.7032

求伪逆矩阵:伪逆矩阵是逆矩阵的广义形式。由于奇异矩阵或非方阵的矩阵不存在逆矩阵,但在matlab里可以用函数pinv(A)求其伪逆矩阵。理解其实就是求不存在逆矩阵的逆矩阵。

M>N的时候,也就是说我们探测到的数据量大于原数据量,此时方程数量大于未知数数量,可以直接通过求伪逆求出矩阵B,B = pinv(A) * C

%测试伪逆,M > N
A = rand(10,8);
B = rand(8,1);
C = A*B;
BB = pinv(A)*C;
B'
BB'结果:
ans =0.1375    0.3900    0.9274    0.9175    0.7136    0.6183    0.3433    0.9360ans =0.1375    0.3900    0.9274    0.9175    0.7136    0.6183    0.3433    0.9360

N>M的时候,也就是说我们探测到的数据量大于原数据量,此时方程数量小于未知数数量,方程没有唯一解,不能通过B = pinv(A) * C 求出B(压缩感知情况另外考虑 :https://blog.csdn.net/tyfwin/article/details/88902091)

%测试伪逆 M<N
A = rand(8,10);
B = rand(10,1);
C = A*B;
BB = pinv(A)*C;
B'
BB'结果:
ans =0.7360    0.7947    0.5449    0.6862    0.8936    0.0548    0.3037    0.0462    0.1955    0.7202ans =0.7045    0.7584    0.6073    0.5426    1.0107    0.0920    0.2619    0.1060    0.2999    0.6264

 

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http://www.chinasem.cn/article/949539

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