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傅里叶矩阵的连续子矩阵有多指数线性条件? (英语) Zbl 1505.65325号

概述:涉及离散傅里叶变换(DFT)矩阵的连续子矩阵的线性系统在许多应用中出现,例如傅里叶扩展、超分辨率和相干衍射成像。我们证明了(N次N次)DFT矩阵的任何这样的(p次q)子矩阵的条件数至少是(exp左(frac{pi}{2}左[min(p,q)-frac{pq}{N}右]\右)),直到代数前缀。也就是说,固定(0,1)^2中的形状参数\(alpha,\beta):=(p/N,q/N),增长为\(e^{\rhoN}\)为\(N\to\infty),指数率为\。我们的证明使用Kaiser-Bessel变换对(其中我们给出了一个自包含的证明),再加上对扭曲正弦函数和的估计,来构造一个局部试探向量,其DFT也是局部的。我们热身于上述的一个基本证明,但一半通过周期性高斯试验向量确定速率。利用核(e^{ixt})的低秩近似,我们还证明了另一个下界((4/e\pi\alpha)^q),直到代数预因子,对于小(\alpha\)和(\beta\),它比上面的强。当组合时,界限在经验渐近速率的两倍以内,一致地超过(0,1)^2,并且在某些区域变得尖锐。然而,结果不是渐近的:它们基本上适用于所有(N,p)和(q),并且所有常数都是显式的。

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65T50型 离散和快速傅里叶变换的数值方法
65层22 数值线性代数中的不适定性和正则化问题
42A63型 三角展开式的唯一性,傅里叶展开式的惟一性,黎曼理论,局部化
94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
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