稀疏解的几何理解

稀疏解的几何理解

转载 2015-04-09 11:53:23

       回顾信号与图像处理过程,我们可以发现很多媒体格式都是通过变换域的稀疏表示来完成的,这里包括我们所熟知的JPEG和他的继承者JPEG2000。这些标准都借助了变换编码来实现稀疏表示。但是对于sparsity的理解,网上贴出的最多的,看到的大多是这张图:

       一般都是看了Stanford 的ML,从正则化角度阐述的。讲的比较笼统。上午翻了Elad的SR材料,稍微整理下。

1、0范数

        首先我们观察下对于p范数当p趋近0时的变换:

       可以看出当p趋近于0的时候,曲线变成了一个indicator函数。当x=0时为0,其余值均为1,其总和即为非零数之和。0范数为我们理解sparsity提供了一个很好的例子,但在实际工作中并不是一个很好的工具。此时我们更多地是借助usual p-norms和weak p-norms,p属于(0,1]。也就包括上面提到的Stanford ML中的L1正则化。

2、稀疏的直接理解

        一般数学表达式:

         直接观察其图像,下面四幅分别为p=2,p=1.5,p=1,p=0.7。

       这里的绿色类球球为Ax=b中x的值域,Ax=b与其的切点即为方程组的解。直接观察可看书在p>1时,其解中至少包含两个非零元素,而当属于(0,1]的时候,方程组Ax=b的解中有且只有一个非零元素,即为稀疏解。

       简单地从表达式理解sparsity是很难的,很难说清楚。直接从图形理解,从我的角度,是最直接有效的方法。

原文地址:https://www.cnblogs.com/hjlweilong/p/7690613.html