矩阵特征值求解及其在图像压缩中的应用
2012-08-16马志勇
上海第二工业大学学报 2012年4期
马志勇,方 珑
(上海第二工业大学理学院,上海201209)
矩阵特征值求解及其在图像压缩中的应用
马志勇,方 珑
(上海第二工业大学理学院,上海201209)
在简单阐述了矩阵特征值的数值求解理论之后,介绍了几种常用的求解矩阵特征值的方法,并最终将特征值计算应用到图像压缩中。
特征值数值算法;矩阵压缩;图像处理
0 引言
矩阵的特征值计算虽然有比较可靠的理论方法,但是,理论方法只适合于矩阵规模很小或者只是在理论证明中起作用,而实际问题的数据规模都比较大,不太可能采用常规的理论解法。计算机擅长处理大量的数值计算,所以通过适当的数值计算理论[1-3],写成程序,让计算机处理,是一种处理大规模矩阵的方法,而且是一种好的方法。常用的特征值数值方法包括幂法、反幂法、雅克比方法、QR分解法等。其中,幂法适用于求解矩阵绝对值最大的特征值,反幂法适合求解矩阵的逆矩阵的特征值,雅克比方法适合求解对称矩阵的特征值,QR分解法主要使用于求中小型矩阵以及对称矩阵的全部特征值。
矩阵乘以一个向量的结果仍是同维数的一个向量。因此,矩阵乘法对应了一个变换,把一个向量变成同维数的另一个向量,变换的效果当然与方阵的构造有密切关系。比如,可以取适当的二维方阵,使得这个变换的效果就是将平面上的二维向量逆时针旋转30度,这时我们可以问一个问题,有没有向量在这个变换下不改变方向呢?……
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