大自然的密码 : 色彩 的 起源

写这篇文章 的 原因 是  反相吧   思维机器  的 《【请教】到底有没有绝对静止参考系?》   https://tieba.baidu.com/p/2516955562   的 41 楼   joywee2007 和 dons222 的 讨论  。

还有   反相吧   贴吧用户_aUtDQCP  的 《红蓝移的正确理解,基础很重要!》    https://tieba.baidu.com/p/7640195224  ,

理论物理吧  水星之魅  的     《有数学过程的物理朋友,最好转向去探索实验》    https://tieba.baidu.com/p/7677632115    。

大自然的密码 :   色彩 的 起源

色彩 的 起源 是 大自然 的 密码 之一   。    色彩 和 光 的 频率有关,  和 红移蓝移 有关,   和 多普勒效应 有关,    而 多普勒效应 和 光速 有关  。

《有数学过程的物理朋友,最好转向去探索实验》  的   4 楼  提到了  Doppler 效应  。    隔了两天,  我才 反应过来,   Doppler 效应  就是 多普勒效应  。

我总是  分不清   开普勒  和  多普勒   。

《【请教】到底有没有绝对静止参考系?》  的  38 楼 41 楼 讨论 光速 的 测量  。   joywee2007 希望通过 光速 的 测量 检验 对 空间结构 和 性质 的 设想   。

joywee2007 认为 :  “根据俺的物质复空间理论以及老爱引力场是空间的观点,引力场空间是内向流动的,万有引力作用的物理机制是物质引力场空间的交换。如果空间是内向流动的,那么我们就可以实验验证引力场空间的往返光速必然会有差异。受之前物空必能单向光速测量的启示:如果我们不测量精确的单向光速,而通过旋转测量仪器的方式,测量高重频的纳米光脉冲通过单缝的脉冲数量。如果二者存在显著的统计学差异,便可以证实单向光速是可变的。”       (见  joywee2007  在  《【请教】到底有没有绝对静止参考系?》 41 楼 的 回复  )

根据   joywee2007 的 理论设想,    光速 和 空间相关,  空间 和 万有引力 相关,  空间 是 宇宙 的 基本性质(之一)  。

顺便 回复一下  dons222   在 《【请教】到底有没有绝对静止参考系?》  的  41 楼  的 回复 里 说 的  “这个实验直接精度不高,但可以通过数据分析提高精度,K歌之王 可以发挥下聪明才智。(滑稽)”   

用 计算机程序 处理问题 并不难,   主要是 我觉得 应该 玩出点 新意,   我正在想 突破口 在 哪里  。  (滑稽)

说起来,  前几天 我 和  民科吧 的 莉莉艾  讨论问题,  他 提到了  “树堆” (treap),    我没 具体看 实际 的 树堆 是 什么样,   但 我 自己 设计 了 一个 树堆,  用来代替 二叉树,  你们有需要吗 ?

二叉树 的 旋转平衡 算法 写起来 比较复杂,  不好写,  不太喜欢  。    有 测试结果 显示,   二叉树 的 节点 数量 达到 100 万 以上 时,   每次 旋转平衡 的 时间开销 会 显著增大,   我设计 的 树堆   没有 旋转平衡,  不受 那样 的 影响  。

二叉树 是  60 年代 发明的吧  ?     距今 好几十年,   也是 很 老式 了 ,     也该 有 简洁明快 的 新方案 出来了  。

说起这些,   也可以说到 数据库 的 革新,     有 新的 方案 代替 二叉树,   那 这个 新的 方案 也可以用于 索引 嘛,    那 不就是 数据库 也可以 革新 了 吗 ?

这叫做   “由 索引 引发 的 数据库 革命”  。

数据库 范式 的 变革 也不是 一天两天 了,   No Sql 、New Sql 、图数据库 、内存数据库 ,   我还提出过  “离散存储” 的 数据库,   由 固态硬盘 和 内存计算 可以 引发  离散存储,  而 这跟 树堆 和 索引 也有 联系  。        这些 都可以 串起来  。

相比  Google  BigTable  、CockroachDB   这些 海量数据 、大并发 且 ACID 的 分布式数据库(相当于 传统 关系数据库 的 进化升级),    内存计算 的 内存数据库 也很有 前途 和 市场  。   人工智能 、机器人  的 小脑袋,  需要一个 数据库 吧 ,    需要 二叉树 和 树堆 快速查找 吧  ?

本文 发到了 反相吧  《大自然的密码 : 色彩 的 起源》    https://tieba.baidu.com/p/7679825850

6 楼

我说的 内存计算 是 把 (大量)数据 缓存在 内存 里 计算 ,   3 楼 思维机器 提出的 “内存计算”  是  每个 存储单元 都有 逻辑运算功能,  这 很像 生物脑 的 神经网络,   每个 存储端元 就是一个 神经元   。

我 把  这种 设想 称为   超 • 冯诺依曼   计算机  。

我 现在 的 兴趣 仍然 是 在 冯诺依曼 架构 上  的   CPU 多核  内存计算  。

冯诺依曼 计算机  的  CPU 多核  内存计算  和  超 • 冯诺依曼   计算机 ,    这  2 个 方向 未来发展 如何 ?    拭目以待  。

7 楼

昨天看了  不高人  在  理论物理吧  发的 《看完这个视频,你还相信牛顿惯性,万有引力的假设吗》   https://tieba.baidu.com/p/7624890098   ,

受到很多启发  。

这个 螺旋线 ,   也是 大自然 的 密码  。

回复  5 楼  dons222  

那还不是 去马赛克 ?    (哈哈)    只不过 你们 觉得 现在 的 去马赛克 的 还原度 不够高   。

去马赛克 先进行一遍  粗略 的 还原,   这是 第一轮 。   然后 可以 选择 若干路径 进一步 还原,  这是 第二轮  。     第二轮 还原 可以有 多个 路径,  每个 路径 得到 的 还原结果 不一样,  而 人类 可以 对 这些 结果  进行 筛选,  符合要求 的 结果 留下来 做 第三轮 还原,   同样,   每一个 第二轮 结果 的 第三轮 还原 仍然 有 多个 路径 ,  人们 可以 从 第三轮 还原 的 结果 中 筛选出 符合需要 的 结果  。

人们 还可以 告诉 电脑,  什么样 的 路径 是 符合需要 的,   这样 下次 选择这样 的  路径  。  这和你说的 “给电脑做培训,让它知道该如何算,以后你就可以不用自己算了” 差不多  。

但   科学实验  不能这样,   因为 我们 本身 并不知道 实验 的 结果,  也不能 由 我们 臆想 实验结果,   因此 不能 告诉 电脑 按照 “我们希望” 的 路径   去 还原 (提取) 实验结果 信息   。

不过 你说 的  “好比是拿分辨率为米的尺子量出精度为厘米的精度”   这个 说法 可以,   但 也是 有条件的,   根据 信息论 的 原理,   原始素材 中 可挖掘 的 信息 是 有限的, 如果 要 扩大 挖掘战果,   需要 增加 附加条件,   好的 附加条件 可以让 挖掘(还原) 效果  成倍提升,  让 挖掘(还原)得到 的 真实(有效) 信息量 成倍增加,   就是说 好的 附加条件  具有 “放大” 效应   。

你可能 奇怪 上面 这句话,  这个 原理 在 香农 的 书 里 找不到,  额,   没错,   这个 原理 是 我 发明 的,   我 刚刚 现场 发明 的  。

虽然    “好比是拿分辨率为米的尺子量出精度为厘米的精度”   这个 说法 可以,     但 也不要 过分 迷信 这个  。    技术 都有局限性  。

老板  通常 提些 理想化 的 目标,   激励 技术团队 去 实现,    问题 是 技术 不是 魔术,   不是 吹口仙气 变个 仙桃 的 仙术,   它 有 一定 的 适用范围,  有些 东西 你 必须 给足一定 的 条件才能实现,    缺少 必需 的 条件,  你 技术水平 再高,  数学水平 再高 也 做不出来 ,   如果  强行做出来,   可能 不伦不类  。

一句话,    巧妇难为无米之炊  。

原始信息 混乱程度 高,   原始信息 缺乏,     但 硬要 从中 提取出  “有效(真实)” 信息,    这个 就 跟 凑 、猜 差不多 了  。

我觉得 这个 项目 的 重点 是  分析 出 关键 的 测量量 是 什么,   对 这个 测量量 做 科学 的 误差分析,   然后 看 如何 确保 其 精度  。

应该 是,   对 实验过程 和 测量量 有  清醒 的 认识,      而不是 对 实验过程 测量过程 和 测量结果 都 稀里糊涂,  却 寄希望于 “数学分析”  。

当然,   说起 去马赛克,    或是  清晰度还原 等  图像处理 问题,  我们 还是 可以 继续 探讨 的  。  (笑)

11 楼

回复 3 楼  8 楼   dons222

我一直不知道 为什么 后来 串口 (usb) 取代了 并口,   以至于 “9 针”  、“24 针”    成了 历史文物 了  。

你说   “FPGA+DSP架构就是数学函数体的实例化,理想的设计就是只需要1个脉冲时间就完成了。” ,    这也是  思维机器 说的  “内存计算”  ,  也是 我说的  超 • 冯诺依曼 计算机,   很像 儿时读物  里 的 神经网络 ,  很厉害 ,   很了不起  。

如果 说  这样 的 架构 编程难度大,   比如   FPGA / DSP  的 编程 难度大,  使用门槛 高,    那可以这样来想,    在 宏观,  我们 用 分布式系统  进行 并行计算,   在 网格计算 里 ,  每个 节点 主机 也是 一个 神经元  。 

把  宏观 的 神经网络 缩微到 微观,   就是 微观 的 神经网络  。 

在 宏观 的 分布式系统 里,   一份 程序 可以  批量 的 、可管理 的 、自动 的  部署 到  每一台 主机,  也可以说 主机 间 可以 克隆  。

在 微观 ,   也可以 照搬 这样 的 设计 。

当然,   首先,  这样 的 神经元 比起 FPGA 的 电路单元 要 更 复杂 和 高级,   成本也更高  。

但,   让 每一个 神经元 拥有 加减乘 运算电路 还是容易的,   除法电路 的 规模 比较大,   可以让  若干个 神经元 共用一个  除法电路  (偷笑)  。

重点是,   单独看 一个 神经元 ,   仍然 是 冯诺依曼  架构,    这样 仍然 可以用 传统 的 语言 和 编程范式 编程,   编好后,  “批量 部署”  到 全部 神经元  就行  。   这就解决了   FPGA / DSP  编程难度 大 的 问题  。

这就是     K • 超 • 冯诺依曼  计算机  。 

这个 理想 就 交给 dons222 了 ,     为了 感谢 dons222,      可以 叫做    D • 超 • 冯诺依曼  计算机   ,    啊哈哈哈哈哈哈哈  。

你们去  研究  超 • 冯诺依曼  计算机 ,      我还是 看好  冯诺依曼 CPU 多核  内存计算,    我还是打算 发展  冯诺依曼 计算机 的  CPU 多核 内存计算  。

1    超 • 冯诺依曼  计算机

2    冯诺依曼 CPU 多核  内存计算

若干年 后 ,    我们 来  比比看,    这两种  技术 方向 的 性能(表现) 极限 对比 如何  ?

上面说   K • 超 • 冯诺依曼  计算机 的  神经网络 的 成本 比 FPGA  高,   其实 也 不见得  。  神经网络 相当于 把 现在 的  CPU 的 一级 Cache 改装一下  。

再说说  去马赛克,   其实 我 没有 接触过 去马赛克 技术,    但可以 推理   。

去马赛克 也是  要  条件 的,    如果 马赛克 是 两层方块,  比如,  一块区域 的 马赛克 是  10 个 方块,  每个 方块 里 有 25 个 小方块,   这样 的 马赛克,  保留 的 原始信息 相对 较多一些, 可以还原 的 有效信息  也 就 多一些   。

如果 马赛克 只有 一层,    比如   10 个 方块,   方块 里 没有  小方块,    这样 保留 的 原始信息 就比较少,   可以还原 的 有效信息  也  少   。

只有 一层方块 的 马赛克,    还原工作 类似 (图像) 锐化 ,    如果 马赛克 相对于 原图像 的 清晰度 降低 不太多,    锐化 的 效果 也不错  。

比如 ,  一个 方块 的 边长 是   原图像 的  10 个 像素,    这相当于 清晰度 降低了  10 倍,     用 锐化 的 效果 应该 不错  。

当然,   这样 的 马赛克 也 容易 破解(还原),   只要 把 图片 缩小 10 倍,   也能 看出个 大概了 ,   这也可以作为 锐化 的 一种算法,   只是 不知道 工作量 会不会 比较大  。

总之呢,      老老实实 按 一定规律 认真 生成 的 马赛克 容易 还原,     瞎糊弄 的 马赛克 难 还原  。

12 楼

回复 11 楼   dons222

你说   “使用FPGA+DSP的架构大家之所以觉得复杂,是因为IP(相当于基础函数库)不够丰富,就算是冯.诺依曼架构计算机,如果还是全要机器码来写的话,我认为比前者还会更复杂。而没有普及的根本原因正是因为其价格造成的,进而形成连锁反应。”

说的好 ,    但 冯诺依曼 计算机 有 编译器 ,   就是 我们 天天 用 的 那种  。   有 编译器 的 话 ,   写 函数库 和 应用程序 都很容易 。  (哈哈哈哈 ……)

我想了一下,    神经元 可以  设计成 一个  RISC 处理器,   比  RISC 还 RISC,   就是 比 RISC  还 精简 简单   。   因为 简单 ,  所以 可能 复古,   看起来 像 历史上 的 某些 处理器  。

许多 神经元 联结 起来 组成 神经网络  。

马赛克与提高分辨率 的 问题,    经你一说,这相当于 矩阵求逆 或者说 解 n 元线性方程组,在 测量方面,也可以说 利用 相干性 获得更多信息  。

先来看 马赛克 的 实现方法,    按照 dons222 的 说法,   马赛克 的 实现方法 可以是这样 :

一个  100 * 100 像素 的 “A” 字母,    要 变成 马赛克,    先变成  5 * 5 方块 的 “A”  ,   

              图 (1)

这一步 很容易,   每  20 * 20 个 像素 作为一个 方块,  把 这个方块 里 的  20 * 20 个 像素 的 色彩亮度 加起来 除以 20 * 20,   得到一个 色彩亮度,  作为 整个 方块 的 色彩亮度  。  这可以说是 取平均值,  也可以说是 求 积分中值  。

接下来,  让 第 1 行 的 第 1 个 方块 的 亮度色彩 加上 第 1 行 的 第 2 个 方块 的 亮度色彩 ,  再除以 2,   得到 的 亮度色彩 作为 第 1 行 的 第 1 个 方块 的 亮度色彩,

让 第 1 行 的 第 2 个 方块 的 亮度色彩 加上 第 1 行 的 第 3 个 方块 的 亮度色彩 ,  再除以 2,   得到 的 亮度色彩 作为 第 1 行 的 第 2 个 方块 的 亮度色彩,

……

依此类推 ,

把   第 i 行 第 j 列 的 方块 的 亮度色彩 记为   b [ i, j ] ,    上述过程 可以写成 公式 :

b [ 1, 1 ]  =  {  b [ 1, 1 ] + b [ 1, 2 ]  }  /  2

b [ 1, 2 ]  =  {  b [ 1, 2 ] + b [ 1, 3 ]  }  /  2

b [ 1, 3 ]  =  {  b [ 1, 3 ] + b [ 1, 4 ]  }  /  2

b [ 1, 4 ]  =  {  b [ 1, 4 ] + b [ 1, 5 ]  }  /  2

……

b [ 2, 1 ]  =  {  b [ 2, 1 ] + b [ 2, 2 ]  }  /  2

b [ 2, 2 ]  =  {  b [ 2, 2 ] + b [ 2, 3 ]  }  /  2

b [ 2, 3 ]  =  {  b [ 2, 3 ] + b [ 2, 4 ]  }  /  2

b [ 2, 4 ]  =  {  b [ 2, 4 ] + b [ 2, 5 ]  }  /  2

……

这一共有 25 个 公式,   对应  5 * 5 = 25 个 方块  。       这组公式  称为  马赛克生成公式  。   

大家会问,    每一行 的 最后一个 方块 和 谁(哪个方块) 相加 除以 2  ?        哎呀,  这事你们就 自己 看着办 吧  。

上述过程 就是(表示出了) dons222 说的   “错位 / 积分”  ,   说得详细一点,   是  “先错位,  再积分”  。

看看效果 :

              图 (2)

要 去 马赛克 的 话,   把  图 (2)  的 方块 代入  马赛克生成公式,    此时,  马赛克生成公式 就 成了 方程组,   有 25 个 未知数,   25 个 方程,   25 个 未知数 就是 生成马赛克 之前 原图片 的 方块 的 色彩亮度 ,  这是一个  25 元 方程组,  是 线性方程组,  这个 方程组 的 解 就是 原图片 的 25 个 方块 的 色彩亮度  。

由此可知,     去马赛克 的 工作之一 是 解  n 元线性方程组  。  为什么要说 “工作之一” ?     因为  另外一个工作 是  划分出 方块区域,   这样 才能 列 方程组  。

也由此可知,    去马赛克 不会 增加 清晰度(不会 产生 更多更小 的 方块),   只是 恢复 方块 的 排列顺序 。    方程组 是  25 元 方程组,   有 25 个 未知数,  代表 25 个 方块,  方程 也是 25 个 ,   如果 再增加 未知数(方块),  未知数 超过 25 个,   而 方程 只有 25 个 ,就变成了  不定方程组,   不能 求出 确定 的 解  。

恢复 方块 的 排列顺序 后,   可以做些 锐化,   也可以 修补 一些 细节,  比如 根据 相邻 的 方块 的 色彩亮度 差,   让 方块 的 色彩亮度 有些 渐变,  一些 高级算法 统计 一片 区域 的 一群 方块 的 色彩亮度 也可以 决策 做 突变,   还可以 “凭经验”  推测 修补 一些 细节  。

多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面,    这个 问题 和 去马赛克 有 相似之处,  但 也 不同  。   根本 的 不同 是  两者 的 形成模糊 的 机制(原因) 不同  。

马赛克 是  “错位” 后  的 结果,     而 低分辨率 照片 是 “正确” 的,   只不过 “看不清”  。

要怎么 处理  “多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面” 问题 ?   

简单的,  先 提取特征,  再 把 每张照片 上 同一个 特征 的 信息 提取出来, 合起来 互补完善  。

说到这里,    会想笑,   因为这样的话,      “多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面” 问题  又变成了 一个  计算机规划 问题  。

你以为 去马赛克 不要 规划 吗   ?   (哈哈 ……)   上面也说了,   要先 划分 方块区域,   才能 列方程组,    划分 方块区域 也是 规划  。

dons222 说  “拓展到更为一般的测量领域,一维线形信号通过(多通道)移相量化然后再联解,具有几何矩形特征的物理量装换为几何圆形特征的物理量…都属于这种分辨率提升的技术,其本质就是一种数学方法。但如果仅靠物理分割去测量,那永远无法企及这种数学变换的精度,这也是测量行业中为什么能测出皮米精度、远超物理分辨率上千倍精度的根本原因。这肯定不能用一般的马赛克处理技术来等价替换的,虽然都是条件约束的结果,但是约束条件本身就是一个需要解决的大问题。”

本楼  一开头 就 说   “在 测量方面,也可以说 利用 相干性 获得更多信息”  ,      受 dons222 所说 的 启发,   确实可以考虑 用 不同 波长 的 光波 进行测量,   然后 将 各种 波长 的 光波 的  测量结果  综合 在 一起 来看,   横看成岭侧成峰,    又 比如  因为 雪山 通常  都 很高大,   从 不同 的 角度 和 距离 看到 的 样子 是 不一样 的  。

不同 的 波长 就 像是 从 不同 的 角度 来看,    也许 有的 波长 看到的 是 大轮廓,  有的 波长 看出的 是 小细节,   而 大轮廓 也许 在 某些地方 可以 补足完善 小细节 呢 !

综合 也可以说 是  “相干”  的 一个 体现,   嗯  ?

再进一步,    就是  激光全息 测量,    人们 知道 的 是 激光全息 可以 记录 物体 形象 的 立体信息,   但 也许 还可以 记录 什么 细节信息 呢,   把 这些 细节 挖出来,  是不是 也可以 提高 测量精度  ?     测量到 一些 “看不到 的 细微角落”  ?

激光全息,    不就是 “相干”  ?             激光全息,   也是 大自然 的 一个 密码  。

我一直 说 傅里叶级数 是 正弦函数 的 相干性,    既然 一些 正弦函数 可以 表示 各种 波形细节,  反过来,   从 一些 正弦函数 的 振幅 相位 变化  也 可以 “见微知著” ?

这些 说的 有点远,   有点科幻,     说点 实际 的,     用  一种 波长 的 光 测量 多组数据,  综合 多组数据 推导出 高精度 的 一组数据,    这 和  “多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面”   差不多 ,   我们可以研究 这个 ,     如果 这招 能 奏效,     那 紫外线 显微镜 应该 可以 赶上 电子显微镜 吧  ?

观察  多组 数据 之间 的 相干性,    也可以 见微知著,    也是 提高 清晰度 和 精度 的 一个 办法  。

13 楼

“多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面” 也可以用 n 元线性方程组 。

12 楼 介绍了  生成 马赛克 的 过程,  第一个 步骤 是 把 高分辨率 图片 变成 低分辨率 图片,    低分辨率 图片 的 像素 也可以 叫 方块  。

高分辨率 图片 变成 低分辨率 图片  的  逆过程  就是  多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面  。

设  高清图片 第 i 行 第 j 列 的 像素 的 色彩亮度 为  a [ i, j ] ,  低清图片 第 i 行 第 j 列 的 像素 (方块) 的 色彩亮度 为  b [ i, j ]  ,    高清图片 分辨率 : 100 * 100 ,   低清图片 分辨率 : 10 * 10 

根据 高清图片 的 像素 计算出 低清图片 的 像素(方块) :

b [ 1, 1 ]   =   

a [ 1, 1 ] + a [ 1, 2 ] + …… + a [ 1, 10 ]

+ a [ 2, 1 ] + a [ 2, 2 ] + …… + a [ 2, 10 ] 

+ a [ 3, 1 ] + a [ 3, 2 ] + …… + a [ 3, 10 ] 

+ a [ 4, 1 ] + a [ 4, 2 ] + …… + a [ 4, 10 ] 

+ a [ 5, 1 ] + a [ 5, 2 ] + …… + a [ 5, 10 ] 

+ a [ 6, 1 ] + a [ 6, 2 ] + …… + a [ 6, 10 ] 

+ a [ 7, 1 ] + a [ 7, 2 ] + …… + a [ 7, 10 ] 

+ a [ 8, 1 ] + a [ 8, 2 ] + …… + a [ 8, 10 ] 

+ a [ 9, 1 ] + a [ 9, 2 ] + …… + a [ 9, 10 ] 

+ a [ 10, 1 ] + a [ 10, 2 ] + …… + a [ 10, 10 ] 

}   /   ( 10 * 10 )

b [ 1, 2 ] ,   b [ 1, 3 ]   ……   b [ 2, 1 ]   ……  b [ 3, 1 ]  ……  b [ 10, 1 ]  ……  b [ 10, 10 ]     依此类推   。  全部 有  10 * 10  =  100 个 公式  ,   对应计算出  10 * 10 =  100 个 方块  。

这组公式 称为 高清转低清公式,    又名  图片按比例缩放公式  。

要 根据 多张 10 * 10 的 低清图片 推导出 100 * 100 的 高清图片,   可以用 一张 低清图片 用 这组 公式 列一个 方程组,  有 100 个 方程,   方程左边 的  b [ i, j ]  是 已知 的,  就是 低清图片 的 像素(方块),   右边 的 a [ i, j ]   是 未知数,   可知 整个方程组 (100 个 方程) 里 的 未知数  a [ i, j ] 有  100 * 100 = 1 万 个,   从  a [ 1, 1 ] 到 a [ 100, 100 ]  。

方程 100 个,   未知数  1 万 个,   这 是 不定方程组,   不能  求出 确定 的 解,    要 求出 确定 的 解,   需要  1 万 个 方程   。

看得出来,   一张 低清 图片 列 100 个 方程,    1 万 个 方程 就要  100 张 低清 图片,    这样 就是  100 个 低清图片  *  100 个 方程 / 图片  =  1 万 个 方程  。

这样,     1 万 个 方程,   1 万 个 未知数,    就能 求出  确定 的 解,   也就是   a [ 1, 1 ] 到 a [ 100, 100 ]   的   1 万 个 像素 ,  也就是 推导出 的 高清图片 的 全体像素  。

每张 低清图片 列的  100 个 方程,   和 其它 低清图片 列的 100 个 方程 不能 相同,   这就 要求 每张 低清图片 由 高清图片 生成 的 方式 有所不同  。  比如 用于 计算 一个 低清像素(方块) 的   高清像素  的 区域 划分 不同  。

或者 计算方式 不同,   图片按比例缩放公式  是 简单 的 计算 高清像素 的 色彩亮度 的 平均值,   其实 不一定 平均,  可以考虑 一些 不同 的 计算规则,   这也是 反映 出 低清摄像头 在 不同位置 、不同时间  时 的 光影效果  。

当然,   因为 这里 是 从 低清图片 推导 高清图片,   实际上 并不是 先有 高清图片,  再 生成 低清图片,   所以 这里说的  “每张 低清图片 由 高清图片 生成 的 方式”   是 假想 的,  这需要 设计  。

这里虽说  用   n 元线性方程组 实现  多张 低分辨率 照片 推导出 高清画面 ,   但  这也是 理论 上 的  。  实际上,  列 这 1 万 个 方程 也是 颇 要  “费一些脑筋” ,   要 设计,  要 规划  。

设计 怎样 列 这 1 万 个 方程 的 规划算法(程序)  也是 比较 麻烦,  比较 费脑筋 的,   工作量 也 不小  。

因此,   实际应用 中,    不一定 用  n 元线性方程组 的 方法,    可能 直接 使用 规划 来得 还 简单 些,   而且 效果 也是 很好 的  。

使用  规划 直观,   容易设计,     技术成本 低  ,       这个 技术成本 低 也包括了 人力成本 低  。

但 在 局部 上,    规划 也会 使用 线性方程组  。

相比 跨越步进法,     线性方程组 的 数学化 更纯粹,    效率 也 更高,   尤其是 未知数 很多的 时候  。    比起  线性方程组 的 数学化,    跨越步进法  像是  “笨办法”  。

但是,    如果 是   n 元线性不定方程组呢   ?

数值计算    规划   3D  人工智能   科学计算  的 计算方法 大概 就 这么些 吧 :

1     线性方程组

2     牛顿迭代法

3     跨越步进法

4     规划 (基于 特征)   

5     模拟,  算是 备选方案 吧,   以上 方案 不行的话

还有 插值法 什么的 也可以算进来,    有没有 “补值法”  ?      还有  数学规划 、线性规划 、线性回归   ……

本来 ,   也少不了 泰勒级数 的,   但 比如 开平方 吧,    牛顿迭代法 好像 比  泰勒级数 快  。

如此,   再多 一个    “级数法”    ?

回复 14 楼 dons222

我写过 《偏微分方程 张量 矩阵 可以 归为 计算机 语言》   https://tieba.baidu.com/p/6655949347   。

矩阵乘法  是  多项式求和 ,  或 线性方程组  。

因为 积分 离散化 后,   积分 也可以用   大量 样本 求和  来 近似计算,   于是,  和 积分有关 的  “数学分析”  也成了  矩阵乘法  。

我喜欢 自由 的 运用  数学语言 、计算机语言 、自然语言  。

昨天我在  《数学吧《每日一题,day14》 从 A 点 到 B 点 有 多少 条 路径 ?》   https://tieba.baidu.com/p/7686683940    的 5 楼 介绍了 解题思路,    总的来说,   是 计算机算法,  虽然无法归纳公式,   但 整个 算法 的 设计 似乎 又是 “数学思想”  贯穿其中  。  就算没有公式,   数学 是 体现 在  抽象 ?  量化 ?  数字化 ?  算式 ?     这些 特征 构成了   数学  ?    不能归纳公式 但 也有 算式,    算法 的 步骤 中 仍然 由 算式 规定 基本 的 数 的 关系 , 或  “如何 算”  。

采样 就是 采样,    样本求和 就是 样本求和,  方程组 就是 方程组,  找 最优解 就是 找 最优解,     不一定 是  “矩阵乘法”  呀   。

每个 样本组 是 一个 矩阵, 做一个 矩阵乘法(或 矩阵积分 什么的) 得到 该组 的 样本求和, 也就是 积分结果,  多个 样本组 有 多个 积分结果,   n 个 样本组 有 n 个 积分结果, 这些 积分结果 又可以 组成一个 矩阵,  这个 矩阵 里 的 一个元素(积分结果) 作为一个 样本,  合起来 又可以 离散的表示 一个 函数曲线,  这个 函数 是 “输入条件域” 的(以 产生 积分结果 的 输入条件 为  自变量),  是 一个 泛函函数(拉格朗日函数 ?),  然后 再来 求 这个 函数 的 极值点, 这就是 找 “最优解”  。   在 输入条件域 的 矩阵 ,  也就是 积分结果 的 矩阵 里 找 极值点,  就是 遍历嘛,  找 周围 都比 它 小 或 都比它 大 的 那个 元素(积分结果) 就是  “极值点”  。  把  候选 寻找 最优解 的 积分结果 们(积分结果 的 集合) 称为  “解空间”,  或是 把 产生 这些 积分结果 的 (候选)输入条件 们(输入条件 的 集合) 称为 “解空间”  ?     

刚刚这些(上面这一段) 是 我猜的  。    我 印象 中 “矩阵”(线性代数) 和 泛函 的 风格 就是 这样的,  我稍微 做了一下解读, 虽然是 猜 的  。( 哈哈 )    这些内容 里 实际在做的事  用  简单 的 数学语言 和 计算机语言 、算法   能 说的 很清楚  。

大家会说,  你这么猜,  有 依据 吗 ?   嗯,   依据 之一 是  把 一个函数 分解为 傅里叶级数  是  一个 泛函问题,  但 这个 问题 的 输入条件 是 多个,  多变量,  就是 基波谐波 的 频率 振幅 相位 什么的,    因为 是 多变量,  不能 用  变分法 (欧拉 - 拉格朗日 公式) ,  只能 用 规划(基于特征),  再加上 跨越步进法,    这些 是不是 就和 上面说的 过程 差不多了 ?   当然,  这里说的 也是  我 推理 的  。

刚还说到 ,  “找 周围 都比 它 小 或 都比它 大 的 那个 元素(积分结果) 就是  “极值点” ”,    其实 “找 一个 点 周围 的 点” 或  “找 一个 元素 周围 的 元素”  ,  这就是 卷积 ,  所以啊  ……   矩阵 的 什么什么 积  ,,,    直积 卷积 内积 外积,   四元数 五元数 六元数 七元数,  交换群 李群 Galois 群   ……   (滑稽)

矩阵乘法 这一类 的 规则 并不直观 ,   也不好记  。

矩阵,   作为 一种 数据结构,  还是 挺有价值 的,   比如,  它 可以看作是 “离散坐标系”  。   矩阵 就是 二维数组,  可以说是  “二维离散坐标系” ,    三维矩阵(三维行列式)  是 三维数组,  可以说是 “三维离散坐标系”   。       n 维矩阵 是  n 维离散坐标系   。

离散坐标系 配合 上 算法,    应该 能 处理 很多问题,   很有用  。

原文地址:https://www.cnblogs.com/KSongKing/p/15754847.html