物理芝士数学酱
26-08-17 23:24 微博认证:科学科普博主 微博原创视频博主

#今天要来点数学吗?#

大约二十年前,工程师们在不同领域(地震学、天文学、医学成像)都偶然发现了一个“奇迹般的技巧”:用远少于理论要求的数据,居然能重建出清晰完整的图像。

没人能解释为什么有效,所以各领域只是把它当作“内部小窍门”,没有广泛传播。

有人把这个问题带给菲尔兹奖得主陶哲轩,形式化为一个关于随机矩阵的纯数学问题。陶的第一反应是:这不可能,数据太少不可能得到这么干净的结果。

他试图证明这种方法是错误的,但在推导中却发现了它成立的精确条件——而这些条件正好就是工程师们遇到的情况。

结果陶和同事写下了严格的数学证明,这个技巧有了理论保证,立刻在各个领域推广开来。今天它被称为 压缩感知(compressed sensing)。

压缩感知如今已经应用在 MRI(磁共振成像)等医疗设备里,大幅减少扫描时间和数据量,却仍能得到高质量图像。当然,现在随着AI的应用,这种精巧的数学重要性反而逐渐下降了。

从哲学角度来说,压缩感知之所以有效,是因为,比如说用手机拍照,成片质量和摄像头,像素多寡等感光元件的属性关系更大,和CPU的处理能力关系不大。

这里的逻辑就是,如果平衡一下,充分利用CPU的处理能力,那就可以降低数据采集系统的负担。

搭配视频是完全无关的陶哲轩讲AI for Math[流汗] http://t.cn/AXNkRJnM

发布于 黑龙江