如何确定变换矩阵是否可分离?

信息处理 图像处理 转换 线性代数 可分离性
2022-01-29 04:40:24

在图像处理中,当我们有一系列基础图像时,我们如何知道变换是否可分离?例如,我知道以下基础是可分离的,并且可以使用矩阵进行转换A,但我不知道如何找到AA1,A2,A3或找到可分离性。

A1=12[1111]A2=12[1111]A3=12[1111]A=12[1111]

1个回答

我承认我之前并没有真正考虑过。我希望我的符号不会太草率。

我假设给定一个算子矩阵A(u,v),您可以将此运算符应用为图像上的变换I, 以获得新域中的图像J(u,v). 例如,傅立叶核会给出

am,n(u,v)=exp2πı(um/M+vn/N).

对于每一个选择(u,v)对,你得到一个特定的内核,例如一个基本元素。

在常识中,当您可以将其编写为元素乘积时,转换是可分离的,例如:

am,n(u,v)=bm(u).cn(v)
在哪里b(u)c(v)是一维向量:
A(u,v)=b(u).cT(v),
一个作用于行,另一个作用于列。

因此,向量的秩最多为 1(矩阵的秩小于其最小大小),A最多是等级1也是。我把它作为充分条件。如果我排除无意义的矩阵和秩向量0,这应该是一个必要条件。更多细节例如A rank-one matrix is the product of two vectors

所以:

  • 如果A有等级>1,它似乎不可分离(至少在这个定义中)
  • 如果A有等级1,为跨度取一个非零向量,然后将其乘以适当的坐标以返回矩阵。

为了A3,行列式为零,所以矩阵是秩1. 你会得到矢量图[11]T在图像中,并快速:

2A3=[11]T[11].

请注意,分离不是唯一的。