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矩阵分析(十三)矩阵分解

},满足 A = BC \mathbb{C}_r表示矩阵的秩为r 实际上上述定理用文字描述就是,一个亏秩的矩阵可以分解成一个列满秩与行满秩矩阵的乘积 证明:因为rank(A)=r,所以一定可以找到与A相似的一个矩阵...C=\begin{bmatrix}E_r&0\end{bmatrix}Q^{-1} 矩阵满秩分解的计算 如何在给定矩阵A的情况下,求出矩阵B,C呢?...QR分解的内容请看矩阵分析(十一) 请用QR分解的方法解方程组Ax=b,实际上A可逆的情况下,x=A^{-1}b,但是由于直接求A^{-1}过于复杂或者当A不可逆时,我们可以利用QR分解,将其转换为求...LU分解 LU分解(LU Decomposition)是矩阵分解的一种,可以将一个矩阵分解为一个单位下三角矩阵和一个上三角矩阵的乘积,以四阶矩阵为例 L = \begin{bmatrix}1&0&0&0...SVD分解 SVD分解定理:设A\in \mathbb{C}_r^{m\times n},则 对rank(A)=r的矩阵A,矩阵A^HA的非零特征值有\lambda_1 \geqslant \lambda

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    模型矩阵分解

    正文 通常来说,模型矩阵(R)的一种比较好的级联方式为:先缩放(S),再旋转(R),最后平移(T): \textbf{R} = \textbf{T} * \textbf{R} * \textbf{S}...此时四维模型矩阵的左上角3X3矩阵就是旋转矩阵,第四列就是平移量。但是加上缩放变换,就变成一个复杂的问题了。...PrintVec4(const glm::vec4& v) { printf("%lf\t%lf\t%lf\t%lf\n", v.x, v.y, v.z, v.w); } int main() { //平移矩阵...euler.y); euler.x = glm::degrees(euler.x); euler.z = glm::degrees(euler.z); PrintVec3(euler); } 可以看出分解出来的缩放...除了缩放、旋转和平移,GLM提供的模型矩阵分解的函数接口glm::decompose()还提供一个skew参数和perspective参数,暂时没弄明白其具体含义,留待以后研究。 2.

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    QR分解_矩阵分解例题

    例如,最小二乘法所产生的病态矩阵问题主要是由于矩阵求逆所造成的,我们使用QR分解方法来解决。...QR分解 矩阵分解是指将一个矩阵表示为结构简单或具有特殊性质的若干矩阵之积或之和,大体可以分为满秩分解、QR分解和奇异值分解矩阵分解矩阵分析中占有很重要的地位,常用来解决各种复杂的问题。...而QR分解是工程应用中最为广泛的一类矩阵分解。 QR分解也称为正交三角分解矩阵QR分解是一种特殊的三角分解,在解决矩阵特征值的计算、最小二乘法等问题中起到重要作用。...QR分解定理:任意一个满秩矩阵A,都可以唯一的分解为A=QR,其中Q为正交矩阵,R为正对角元上的三角矩阵。...推广到多维投影矩阵使用如下公式表示: Gram-Schmidt正交化和A的QR分解: 假设有三个不相关的向量a,b,c,如果能够构造出正交的三个向量A,B,C,那么再除以它们的长度就得到了标准正交向量

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    矩阵分解模型

    矩阵分解模型做如下假设: 1.每个用户可描述为n个属性或特征。比如,第一个特征可以对应某个用户对动作片的喜好程度。 2.每个物品可描述为n个属性或特征。...1.显式矩阵分解 当要处理的数据是由用户所提供的自身的偏好数据时,这些数据被称作显式偏好数据。这类数据包括如物品评级、赞、喜欢等用户对物品的评价。 这些数据大都可以转换用户为行、物品为列的二维矩阵。...矩阵的每一个数据表示为某个用户对特定物品的偏好。大部分情况下用户只会和少数物品接触,所以该矩阵只有少部分数据非零,即该矩阵很稀疏。 对这个矩阵分解,找到他的两个低阶矩阵。...因子分解类模型的的利弊: 利:求解容易,表现出色 弊:不好解释,吃资源(因子向量多,训练阶段计算量大) 2.隐式矩阵分解 隐式矩阵就是针对隐式反馈数据。...从根本上说,矩阵分解从评级情况,将用户和物品表示为因子向量。若用户和物品因子之间高度重合,则可表示这是一个好推荐。

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    Python实现所有算法-矩阵的LU分解

    Python实现所有算法-二分法 Python实现所有算法-力系统是否静态平衡 Python实现所有算法-力系统是否静态平衡(补篇) Python实现所有算法-高斯消除法 Python实现所有算法...当时要是开窍,也不至于此 啧,忘了,我是写矩阵分解的。 无解 LU分解在本质上是高斯消元法的一种表达形式在应用上面,算法就用来解方程组。...自己看图,以及下三角的对角元素都是1 矩阵是方阵(LU分解主要是针对方阵); 矩阵是可逆的,也就是该矩阵是满秩矩阵,每一行都是独立向量; 消元过程中没有0主元出现,也就是消元过程中不能出现行交换的初等变换...在线性代数中已经证明,如果方阵是非奇异的,即的行列式不为0,LU分解总是存在的。 我们知道一个算法使用起来是不是正确需要考虑矩阵本身的特性。上面就是满足LU分解矩阵的特点。...(2)分解按步进行,前边分解得到的信息为后边所用。 (3)[A]矩阵的存储空间可利用,节省存储。 所谓的节省空间是:L和U中的三角零元素都不必存储,这样只用一个n阶方阵就可以把L和U存储起来。

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    推荐系统之矩阵分解(MF)及其python实现

    前言         目前推荐系统中用的最多的就是矩阵分解方法,在Netflix Prize推荐系统大赛中取得突出效果。...以用户-项目评分矩阵为例,矩阵分解就是预测出评分矩阵中的缺失值,然后根据预测值以某种方式向用户推荐。今天以“用户-项目评分矩阵R(M×N)”说明矩阵分解方式的原理以及python实现。...一、矩阵分解 1.案例引入 有如下R(5,4)的打分矩阵:(“-”表示用户没有打分) 其中打分矩阵R(n,m)是n行和m列,n表示user个数,m行表示item个数 ?...矩阵分解的过程中,,矩阵R可以近似表示为矩阵P与矩阵Q的乘积: ?...4.预测 预测利用上述的过程,我们可以得到矩阵和,这样便可以为用户 i 对商品 j 进行打分: ? 二、python代码实现 以下是根据上文的评分例子做的一个矩阵分解算法,并且附有代码详解。

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    矩阵奇异分解奇异值分解定理

    定理 设 非奇异,则存在正交矩阵P和Q,使得 其中 证明 因为A非奇异,所以 为实对称正定矩阵,于是存在正交矩阵Q使得, 为 的特征值 设x为非0特征向量,因为 又因...A非奇异,则Ax不等于0,所以 注意 一般的对称矩阵的特征值没有这个性质 令 P为正交矩阵,且使 称式(3)为正交矩阵A的正交对角分解 引理: 1、设 则 是对称矩阵,且其特征值是非负实数...(参照上面的证明) 2、 证明 具有相同的解,解空间秩为r,所以相等,都为n-r 3、设 则A=0的充要条件是 证明: 定义 设A是秩为r的mxn实矩阵, 的特征值为...则称 为A的奇异值 奇异值分解定理 设A是秩为r(r>0)的mxn的实矩阵,则存在m阶正交矩阵U与n阶正交矩阵V,使得 其中 为矩阵A的全部奇异值 证明:设实对称...的特征值为 存在n阶正交矩阵V使得 将V分为r列与n-r列 则 设 的列向量是两两正交的单位向量,可以将其扩充为m列正交矩阵 这里U是 的特征向量

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    矩阵分解 -2- 特征值分解

    线性代数中,特征分解(Eigendecomposition),又称谱分解(Spectral decomposition)是将矩阵分解为由其特征值和特征向量表示的矩阵之积的方法。...定义 线性代数中,特征分解(Eigendecomposition),又称谱分解(Spectral decomposition)是将矩阵分解为由其特征值和特征向量表示的矩阵之积的方法。...Λ 是对角矩阵,其对角线上的元素为对应的特征值,也即 \Lambda_{ii}=\lambda_i。这里需要注意只有可对角化矩阵才可以作特征分解。...故实对称矩阵 A 可被分解成 {\displaystyle \mathbf {A} =\mathbf {Q} \mathbf {\Lambda } \mathbf {Q} ^{-1}=\mathbf {...通过特征分解求反(逆)矩阵矩阵 A 可被特征分解并特征值中不含零,则矩阵 A 为非奇异矩阵,且其逆矩阵可以由下式给出: {\displaystyle \mathbf {A} ^{-1}=\mathbf

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    矩阵分解: SVD-PCA

    矩阵分解 矩阵分解(Decomposition Factorization)是将矩阵拆解为若干个矩阵的相乘的过程。在数值分析中,常常被用来实现一些矩阵运算的快速算法,在机器学习领域有非常重要的作用。...有的推荐系统采用SVD算法来实现整套系统中的矩阵分解过程。...SVD算法即为奇异值分解法,相对于矩阵的特征值分解法,它可以对非方阵形式的矩阵进行分解,将一个矩阵A分解为如下形式: $ A=UΣV^T$ 其中: A代表需要被分解矩阵,设其维度是$m×n$ U矩阵是被分解为的...在上面的代码片段中,s向量表示的是分解后的Σ矩阵中对角线上的元素,所以在这里面引入了一个S矩阵,将s向量中的元素放置在这个矩阵中,用以验证分解后的矩阵重建回原先的矩阵A的过程。...**,所以C是对称矩阵,将其进行奇异值分解后可以表示为: $ C=UΣV^T$ 第二步,将经过中心化的样本矩阵X进行奇异值分解,可以得到: $ X=UΣV^T$ $X^TX \\ = (UΣV

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    Python使用矩阵分解法找到类似的音乐

    p=6054 这篇文章是如何使用几种不同的矩阵分解算法计算相关艺术家。代码用Python编写,以交互方式可视化结果。...矩阵分解 通常用于此问题的一种技术是将用户 - 艺术家 - 戏剧的矩阵投影到低等级近似中,然后计算该空间中的距离。...Artist/User/Play CountsArtist FactorsUser Factors=× 代替将每个艺术家表示为所有360,000个可能用户的游戏计数的稀疏向量,在对矩阵进行因式分解之后,...第一个挑战是有效地进行这种因式分解:通过将未知数视为负数,天真的实现将查看输入矩阵中的每个条目。由于此处的维度大约为360K乘300K - 总共有超过1000亿条目要考虑,而只有1700万非零条目。...使用二元偏好的不同置信水平来学习分解矩阵表示:看不见的项目被视为负面且置信度低,其中当前项目被视为正面更高的信心。

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    推荐算法|矩阵分解模型

    导读:在《推荐算法概述》一文中,我们介绍了推荐算法分为基于用户、基于物品、基于模型的协同过滤方法,矩阵分解模型是典型的基于模型的方法之一,本文将从基本概念、原理、实践几个角度进行介绍。...2 原理简述 矩阵分解指将一个大的矩阵转化为两个小矩阵相乘: ?...对应在推荐场景中,大矩阵表示用户对物品的评分,将大矩阵转化为用户矩阵和物品矩阵相乘,小矩阵的维度k解释为隐含的兴趣点,原本缺失的地方通过两个矩阵相乘也得到了取值,该取值就是预测的分数。 ?...3 pyspark实现 spark中有通过ALS实现矩阵分解的机器学习库,可直接调用。...als.getItemCol()).distinct().limit(3) movieSubSetRecs = model.recommendForItemSubset(movies, 10) 4 优缺点 矩阵分解将大矩阵转化为两个低维矩阵的乘积

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    非负矩阵分解NMF

    non-negative matrix factorization,简写为NMF, 翻译为非负矩阵分解,属于矩阵分解的一种算法。...在特征分解,SVD等传统的矩阵分解技术中,分解后的矩阵会出现负值,但是负值在实际场景中是没有意义的,比如在图像处理领域,图像是由像素点构成的矩阵,每个像素点由红,绿,蓝的比例构成,这些数值都是非负数,在对分解处理得到的负值并没有实际意义...基于非负数的约束,NMF矩阵分解算法应运而生。对于任意一个非负矩阵V,可以将该矩阵划分为两个非负矩阵的乘积,图示如下 ?...类似SVD, NMF算法将矩阵分解之后,也可以提取其中的主要部分来代表整体,从而达到降维的效果,图示如下 ? NMF的求解思想是使得W与H矩阵的乘积,与V矩阵的误差值最小,数学表达式如下 ?...3.9998681 , 1.0001321 ], [5.00009002, 0.79990984], [6.00008587, 0.999914 ]]) NMF的非负约束使得其分解后的子矩阵更加具有实际意义

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    推荐系统之矩阵分解模型

    如果你不知道如何去实现,那么请认真阅读下面要介绍的推荐系统之矩阵分解模型吧,相信看完之后你将会得到答案(如果木有...那就是我写的烂...请见谅 ) 矩阵分解 一提到矩阵分解(Matrix Factorization...简单回顾一下常用的矩阵分解的方法: 特征值分解:只适用于方阵 奇异值分解(SVD):适用于任何矩阵 当然,本文也不会系统讲解矩阵分解,而是关注与推荐系统中的矩阵分解,除了推荐场景下,矩阵分解还在降维、Embedding...推荐与矩阵分解关系 你可能会问推荐系统怎么跟矩阵分解扯上关系了呢?...推荐中的矩阵分解 在10年前的Netfliex的电影评分预测竞赛中,矩阵分解方法打败众多研究团队开发的各种不同预测算法脱颖而出,其实验结果表明,在个性化推荐中使用矩阵分解模型要明显优于传统的基于邻域的协同过滤方法...从推荐的角度理解矩阵分解 矩阵分解,可以理解为将一个高维稀疏的矩阵M,分解为两个低秩的矩阵U与V的过程,后续用这两个低秩向量来近似还原原本的高维稀疏向量。

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    常见的几种矩阵分解方式

    项目github地址:bitcarmanlee easy-algorithm-interview-and-practice 欢迎大家star,留言,一起学习进步 1.三角分解(LU分解) 矩阵的LU分解是将一个矩阵分解为一个下三角矩阵与上三角矩阵的乘积...LU分解常用来求解线性方程组,求逆矩阵或者计算行列式。...而对于三角矩阵来说,行列式的值即为对角线上元素的乘积。所以如果对矩阵进行三角分解以后再求行列式,就会变得非常容易。...并非所有矩阵都能进行LU分解,能够LU分解矩阵需要满足以下三个条件: 1.矩阵是方阵(LU分解主要是针对方阵); 2.矩阵是可逆的,也就是该矩阵是满秩矩阵,每一行都是独立向量; 3.消元过程中没有...2.QR分解 QR分解是将矩阵分解为一个正交矩阵与上三角矩阵的乘积。

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    基于矩阵分解的推荐系统

    本文链接:https://blog.csdn.net/qq_27717921/article/details/78257450 关于矩阵分解 矩阵分解活跃在推荐领域,基于SVD的推荐系统也是矩阵分解的一种...给定一个用户评分表,通常这个是个很大的矩阵,m行n列,m代表用户的个数,n代表项目的个数。并且这个矩阵在实际情况中是非常稀疏的,用户只能评价少部分的项目,因而矩阵中会存在很多?...而我们推荐矩阵分解就是希望能通过用户已有的评分来预测用户对未打分或者评价项目的评价情况,而通过矩阵分解则能挖掘用户的潜在因子和项目的潜在因子,来估计缺失值。 ?...对于任意矩阵,一定存在矩阵U和V使得Y=U*VT么? 但是一般情况下不一定能非常完美的进行矩阵分解,所以我们可以利用最小化偏差来不断训练参数,这里的参数theta = (U,V); ? ?...如果待分解矩阵Y非常的稀疏,我们在不断减少平方误差的过程中就很可能会出现的过拟合的现象,为了使训练出来的U、V矩阵更好的拟合现有的数据而导致在缺失上的数据效果不好就可能会造成过拟合现象。

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    矩阵的奇异值分解

    #定义 设A\in C^{m\times n},则矩阵A^{H}A的n个特征值\lambda _i的算术平方根\delta _{i}=\sqrt {\lambda _i}叫做A的奇异值(Singular...设A\in C^{m\times n},则存在酉矩阵U\in C^{m\times n}和V\in C^{m\times n}使得A=U\Sigma V^{H}式中\Sigma = \begin{bmatrix...这就是所谓的矩阵的奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD) 注:酉矩阵是正交矩阵在复数域的推广。...其中非零向量特征值对应的特征向量构成矩阵V_1,由公式U_{1}=AV_{1}S^{-1}得到AA^H的非零特征值所对应的特征向量,其余的特征向量可以由Hermite矩阵的特征向量的正交性获得(显然不唯一...其中非零向量特征值对应的特征向量构成矩阵U_1,由公式V_{1}=A^{H}U_{1}S^{-1}得到AA^{H}的非零特征值所对应的特征向量,其余的特征向量可以由Hermite矩阵的特征向量的正交性获得

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