通过概率为$ p $的$ A_ {ij} = 0 $和概率为$ 1-p $的$ A_ {ij} = 1 / \ sqrt {n} $定义一个$ n \ n次N $感应矩阵$ A $。 $ A $是否满足受限的等距特性?

以下论文回答了对称情况:


R.G. Baraniuk,M.A. Davenport,R.A. DeVore和M.B. Wakin,“随机矩阵的受限等距特性的简单
证明”,
构造性逼近,28(3)第253-263页,2008年12月。
(pdf)


评论

这可能是一个指针:ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5512379(不幸的是,它是收费的,我没有找到它的OA副本)。我不了解本文的详细内容,但是我可以一眼看出,他们没有按照您的要求考虑一般情况。他们认为p = 1/2。另外,我不知道它们对此类矩阵的RIP有多全面。

这也可能是一个提示:rauhut.ins.uni-bonn.de/RauhutSlidesLinz.pdf(第98页)。不幸的是,看起来他所谓的伯努利随机变量是随机+/- 1-而不是0/1(我称这些为Rademacher)。

请允许我重复我对stats.SE同一篇文章(现在已删除)发表评论的要点:这将有助于使这个问题更加精确,并指出您真正感兴趣的是什么,并且您正在努力适应。 @Thomas的评论很重要;我们也不知道您感兴趣的稀疏度是多少(即阶数)。即使考虑Rademacher函数,答案显然也不是统一的(以$ p $表示),因为$ p $为$ 1 $ (或足够接近),以使子矩阵全都具有(很高的概率)。 (续)

通过选择一个序列$ p_n \ in(0,1)$作为$ n $的函数,对于任何大小矩阵的某些$ p $都可以实现。另一方面,对于固定的$ p $,如果需要修改结构,则$ A_ {ij} =(1-p)/ \ sqrt {n} $,概率为$ p $和$ -p / \ sqrt { n} $的概率为$(1-p)$,那么答案显然是肯定的,因为这是基于与零均值亚高斯随机矩阵有关的更普遍的理论。

谢谢@cardinal,矩阵$ A $不是零均值,但是亚高斯随机矩阵的理论确实回答了这个问题。我想知道$ A $如何满足RIP,因为它不保留规范,但是很明显,有一个适当的$ A $缩放比例可以做到

#1 楼

正如其他人在评论中指出的那样,答案是“否”。矩阵的非零均值指示非零均值矢量(例如,全为1)比具有零均值的随机矢量(例如,均匀随机+ 1,-1)具有更高的增益。

考虑A的平方范数乘以常数向量y期望为n *(p * N)^ 2。 (期望的迭代)

A的平方范数乘以从(-1,+ 1)均匀得出的向量x的期望值为n *(p * N)。 (可通过二项式分布的方差总和来计算)

x和y的范数相同,但变换范数的期望相差p * N –随着维数的增大而发散。

下面的matlab代码可帮助演示。

n=2000;
N=1000;
p=.9;
A=double(rand(n,N)<p); 
x=sign(randn(N,1)); 
y=ones(N,1);
Ex_normSqAx = n*(N*p);  % E[ squared norm of A times random signs ]
Ex_normSqAy = n*(N*p)^2; % E[ squared norm of A times constant vector ]
normSqAx = norm(A*x)^2;
normSqAy = norm(A*y)^2;