อ่าน 3 นาที
คุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด
ในพีชคณิตเชิงเส้นคุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด ( RIP )บ่งบอกถึงเมทริกซ์ที่เกือบจะเป็นออร์โทนอร์มอล อย่างน้อยที่สุดเมื่อดำเนินการกับเวกเตอร์แบบเบาบาง...
คุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด
ในพีชคณิตเชิงเส้นคุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด ( RIP )บ่งบอกถึงเมทริกซ์ที่เกือบจะเป็นออร์โทนอร์มอล อย่างน้อยที่สุดเมื่อดำเนินการกับเวกเตอร์แบบเบาบาง แนวคิดนี้ได้รับการแนะนำโดยEmmanuel CandèsและTerence Tao [ 1 ]และใช้ในการพิสูจน์ทฤษฎีบทมากมายในสาขาการตรวจจับแบบบีบอัด[ 2 ] ยังไม่มีเมทริกซ์ขนาดใหญ่ที่ทราบกันว่ามีค่าคงที่ไอโซเมตรีแบบจำกัดที่มีขอบเขต (การคำนวณค่าคงที่เหล่านี้เป็นปัญหา NP - hard อย่างมาก[ 3 ]และยากที่จะประมาณค่าเช่นกัน[ 4 ] ) แต่เมทริกซ์สุ่ม จำนวนมาก ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ายังคงมีขอบเขต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าด้วยความน่าจะเป็นแบบเลขชี้กำลังสูง เมทริกซ์เกาส์เซียน เบอร์นูลี และฟูริเยร์แบบบางส่วนแบบสุ่มเป็นไปตาม RIP โดยมีจำนวนการวัดเกือบเป็นเชิงเส้นในระดับความเบาบาง[ 5 ]ขอบเขตบนที่เล็กที่สุดในปัจจุบันสำหรับเมทริกซ์สี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดใหญ่ใดๆ คือสำหรับเมทริกซ์เกาส์เซียน[ 6 ]แบบฟอร์มเว็บสำหรับประเมินขอบเขตสำหรับกลุ่มเกาส์เซียนมีให้บริการที่หน้า Edinburgh Compressed Sensing RIC [ 7 ]
คำนิยาม
ให้Aเป็น เมทริกซ์ขนาด m × pและให้1 ≤ s ≤ pเป็นจำนวนเต็ม สมมติว่ามีค่าคงที่อยู่ค่าหนึ่งซึ่งสำหรับทุกเมท ริก ซ์ย่อยขนาดm × sของAและสำหรับทุกเวกเตอร์มิติ sของ y
จากนั้น กล่าวได้ว่าเมทริกซ์A เป็นไปตามคุณสมบัติ s -restricted isometry โดยมีค่าคงที่ restricted isometry
เงื่อนไขนี้เทียบเท่ากับข้อความที่ว่า สำหรับเมทริกซ์ย่อยA sของA ขนาด m × s ทุกเมทริกซ์ เรามี
โดยที่คือเมทริกซ์เอกลักษณ์และคือบรรทัดฐานของตัวดำเนินการดูตัวอย่างเช่น[ 8 ]สำหรับการพิสูจน์
สุดท้ายแล้ว นี่เทียบเท่ากับการกล่าวว่าค่าลักษณะเฉพาะทั้งหมดของ อยู่ในช่วง
ค่าคงที่ไอโซเมตริกแบบจำกัด (RIC)
ค่าคงที่ RIC ถูกกำหนดให้เป็นค่าต่ำสุดของค่าที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับค่าที่กำหนด
โดยใช้สัญลักษณ์.
ค่าลักษณะเฉพาะ
สำหรับเมทริกซ์ใดๆ ที่ตรงตามคุณสมบัติ RIP โดยมี RIC เท่ากับเงื่อนไขต่อไปนี้เป็นจริง: [ 1 ]
- .
สามารถคำนวณขอบเขตบนที่แคบที่สุดของ RIC สำหรับเมทริกซ์เกาส์เซียนได้ โดยทำได้ด้วยการคำนวณความน่าจะเป็นที่แน่นอนที่ค่าลักษณะเฉพาะทั้งหมดของเมทริกซ์วิชาร์ตจะอยู่ในช่วงที่กำหนด
ดูเพิ่มเติม
- การตรวจจับแบบบีบอัด
- ความสอดคล้องกัน (พีชคณิตเชิงเส้น)
- เว็บไซต์ของ Terence Tao เกี่ยวกับการตรวจจับแบบบีบอัดได้ระบุเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องหลายประการ เช่น 'หลักการสร้างใหม่ที่แม่นยำ' (ERP) และ 'หลักการความไม่แน่นอนแบบสม่ำเสมอ' (UUP) [ 9 ]
- คุณสมบัติของ Nullspaceซึ่งเป็นเงื่อนไขเพียงพออีกประการหนึ่งสำหรับการกู้คืนข้อมูลแบบ Sparse
- คุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัดทั่วไป[ 10 ]เงื่อนไขเพียงพอทั่วไปสำหรับการกู้คืนแบบเบาบาง โดยที่ความสอดคล้องกันร่วมกันและคุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัดต่างก็เป็นรูปแบบพิเศษของมัน
- ทฤษฎีบทเสริมของจอห์นสัน-ลินเดนสเตราส์
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด
ในพีชคณิตเชิงเส้นคุณสมบัติไอโซเมตรีแบบจำกัด ( RIP )บ่งบอกถึงเมทริกซ์ที่เกือบจะเป็นออร์โทนอร์มอล อย่างน้อยที่สุดเมื่อดำเนินการกับเวกเตอร์แบบเบาบาง...
คำนิยาม
ให้ A เป็น เมทริกซ์ขนาด m × p และให้ 1 ≤ s ≤ p เป็นจำนวนเต็ม สมมติว่ามีค่าคงที่อยู่ค่าหนึ่งซึ่งสำหรับทุก เมท ริก ซ์ ย่อยขนาด m × s ของ A และสำหรับทุกเวกเตอร์มิติ s ของ y δ ส ∈ ( 0 , 1 ) {\displaystyle \delta _{s}\in (0,1)}
ค่าคงที่ไอโซเมตริกแบบจำกัด (RIC)
ค่าคงที่ RIC ถูกกำหนดให้เป็น ค่าต่ำสุด ของค่าที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับค่าที่กำหนด δ {\displaystyle \delta } เอ ∈ อาร์ n × ม {\displaystyle A\in \mathbb {R} ^{n\times m}}
ค่าลักษณะเฉพาะ
สำหรับเมทริกซ์ใดๆ ที่ตรงตามคุณสมบัติ RIP โดยมี RIC เท่ากับเงื่อนไขต่อไปนี้เป็นจริง: [ 1 ] δ เค {\displaystyle \delta _{K}}