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奇异值分解(SVD)

时间:2018-02-12 20:59:45      阅读:137      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:com   奇异值分解   矩阵   class   body   ima   图片   div   其他   

参考:https://www.cnblogs.com/pinard/p/6251584.html

定义:

SVD用于对矩阵进行分解,假设待分解矩阵A大小为m×n的矩阵,那么矩阵A的SVD为:

技术分享图片

以上的U是一个mxm的矩阵,Σ是一个mxn的矩阵,除了主对角线意外其他值均为0,主对角线上每个元素均为奇异值,V是一个nxn的矩阵,且U和V均满足技术分享图片.

下面则介绍如何求得U、Σ、V的过程。

我们将A的转置和A作矩阵相乘,那么得到nxn的方阵技术分享图片,由于这是一个方阵,那么我们可以进行特征分解,得到特征值和特征向量满足下式子:

技术分享图片

这样我们则得到技术分享图片的特征值和对应的特征向量,将特征向量组成一个nxn的矩阵,那么就得到SVD公式的V矩阵,一般将V的每个特征向量叫做A的右奇异向量。

若将A和A的转置作矩阵相乘,那么得到mxm的矩阵技术分享图片,同样进行特征分解,得到如下的特征值和特征向量:

技术分享图片

这样则得到对应的m个特征向量u和m个特征值,将技术分享图片的所有特征向量组成一个mxm的特征矩阵U,那么就能得到SVD矩阵里的U矩阵,一般我们将U中的每个特征向量称为A的左奇异向量。

剩下的求奇异值矩阵Σ过程,由于其除了对角线上的奇异值之外其他都是0,那么我们只需要求出对应的奇异值σ即可。

由于:

技术分享图片

那么我们就可以得到各奇异值,进而得到奇异矩阵Σ.

判断技术分享图片技术分享图片得到的特征向量组成的矩阵分别为V矩阵和U矩阵,以如下为例(ΣT=Σ):

技术分享图片

从而发现技术分享图片的特征向量组成的就是SVD分解中的V矩阵,同理可以得到技术分享图片的特征向量组成的就是SVD分解中的U矩阵,进一步可以发现特征值矩阵为奇异值矩阵的平方,

也即奇异值和特征值满足如下关系:

技术分享图片

 

奇异值分解(SVD)

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原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaochouk/p/8445443.html

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