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svd分解

SVD奇異值分解)是一種重要的矩陣分解方法,它可以將一個矩陣分解為三個矩陣的乘積。對於一個m×n的矩陣A,其SVD分解可以表示為A=UΣV^T,其中:

U是一個m×m的正交矩陣,其列向量稱為左奇異向量

Σ是一個m×n的對角矩陣,其對角線上的元素稱為奇異值,按照降序排列。

V是一個n×n的正交矩陣,其行向量稱為右奇異向量

SVD分解的本質是對原矩陣進行特徵值分解,但SVD可以處理非方陣和奇異矩陣,因此被廣泛套用。在圖像處理推薦系統自然語言處理等領域有著廣泛的套用。例如,在圖像壓縮中,通過對圖像矩陣進行SVD分解,可以得到較低秩的近似矩陣,從而減少存儲空間和傳輸頻寬。此外,SVD分解還可以用於數據降維和特徵提取,提取出數據的主要特徵。

SVD分解的計算可以通過各種數值方法進行疊代計算,如冪法QR分解等。但由於實現較為複雜,通常使用基於隨機化的SVD算法,如隨機採樣SVD(RSVD)或隨機化交替最小二乘(rALS)等進行計算。