什麼是過完備字典?

時間 2021-05-05 17:59:09

1樓:zerozero

過完備字典能夠得到相對完備字典更稀疏的表示。

我的理解是:由於過完備字典D(過完備基向量組)中含有包括正交基在內的非常多各式各樣的向量,因此對於乙個待表示的向量x,有三種方法:

遵循完備字典(完備基向量組)的表示方法。用這個過完備字典D中的正交基向量組 對向量x進行表示,這樣得出的結果與用完備字典沒什麼區別。

用過完備字典D中合適的向量進行表示。這裡的「合適」指的是剛好D中有這樣一組向量 能對x進行表示,同時這組向量 滿足向量的個數小於 。這樣一來就用更少的向量對原向量x進行了表示,即得到了相對稀疏的表示。

這個方法是最主要的方法,雖然並不能保證一定能遇到「合適」的向量組,但是總體上還是比完備字典得到了更為稀疏的表示。

用超過完備字典中正交向量組 中向量個數的向量進行表示。由於過完備字典D中向量是過完備的,因此有無窮種方式(線性組合)能夠對向量x進行表示,最極端的情況就是用上所有D中的向量。這種情況是需要避免的,因此使用過完備字典時必須有稀疏約束。

舉個例子:

二維平面有兩個正交基v和u構成完備字典[v, u]:

則向量w只有一種表示:w = v + u, 即 [1, 1]

考慮由向量 v, u, a, b, c 組成的過完備字典D: [v, u, a, b, c](為了顯示方便去掉了向量c與w的兩個端點標籤):

此時要表示向量w可以有對應如下三種方式:

1)w = v + u 與完備字典一致,得到[1, 1, 0, 0, 0]

2)w = 2c 與完備字典相比,得到了簡化,得到稀疏表示[0, 0, 0, 0, 2](這裡也可以用向量b進行稀疏表示)

3)w = v + u + c - b 與完備字典相比,更加複雜了,得到[1, 1, 0, -1, 1](還有無窮種表示方法)

2樓:默默默默

我講一下我的理解吧。

我們先來看乙個二維空間:

在這個二維空間中,有兩個基向量,那麼任意乙個在該平面的的向量可以由這兩個向量線性疊加。如果將(0,1)與(1,0)分別看做兩個列向量 則表徵乙個二維空間的向量可以寫成矩陣的形式:

x為疊加係數。那麼如果乙個向量y一旦確定,那麼x也就是唯一確定的,也就是說y可以由 唯一確定表示, 也是乙個滿秩矩陣。那麼如果二維空間不光只有 ,還有很多其他向量:

那麼同樣用乙個這些向量來表徵二維空間中的任意乙個向量:

由於這些向量不是兩兩正交的,且向量個數遠遠高於維數,這就導致表徵y的疊加係數x是不唯一的(因此就要加上x是稀疏向量的約束),也就是說矩陣 不是乙個滿秩矩陣, 相對於 來說就顯得非常的冗餘,因為 中不光可能包含了二維空間的正交基向量,還有可能包含了需要表徵的向量以及其他很多的向量,所以說 包含的向量非常多,就更加完備,所以類似於 這樣的字典就可以叫做超完備字典。

3樓:卡布奇諾耳思維奇

在對影象進行表示時,最初完備正交基由於表示簡單唯一而被廣泛使用,但是正交基的要求一般比較嚴格,所以導致它對影象的表示不夠稀疏。基於過完備字典下的訊號稀疏分解的思想: 相對完備正交基而言,過完備基的基底一般是冗餘的,也就是基元素的個數比維數要大。

影象在過完備基下的表示比完備正交基更加稀疏,影象中的乾淨部分可以利用少量的非零稀疏表示係數進行線性表示,而雜訊一般認為不具有稀疏性,因此可以根據它們之間的區別實現去除雜訊的目的。

4樓:Bihan Wen

我猜樓主應該指的是Overcomplete dictionary。

首先,Dictionary是一種sparse representation(稀疏表達?)的模型。比如你的資料是y,字典是D,y=Dx,其中x是稀疏的。

如果你的D是square或者tall matrix(orthogonal除外),字典很可能是undertermined的。相反的,如果你的D是個fat matrix,形象地講,你擁有多於必要的column來表達這個資料(redundancy)。這樣的字典稱為Overcomplete dictionary。

這種字典的優勢是更有利於表達highly diversified的資料(影象)。

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