数据降维技术研究：Karhunen-Loève展开与快速傅里叶变换的理论基础及应用

在现代科学计算和数据分析领域，数据降维与压缩技术对于处理高维数据具有重要意义。本文主要探讨两种基础而重要的数学工具：Karhunen-Loève展开（KLE）和快速傅里叶变换（FFT）。通过分析这两种方法的理论基础和应用特点，阐述它们在数据降维中的优势和适用场景。

Karhunen-Loève展开的理论与应用

理论基础

Karhunen-Loève展开是一种基于随机过程谱分解的降维方法。它通过构建最优正交基函数系统，将随机过程分解为确定性特征函数的线性组合。这种分解具有以下特点：

• 正交性：基函数之间相互正交
• 最优性：在均方误差意义下提供最优逼近
• 降维效率：通过截断展开项实现有效降维

主要优势

• 数据特征提取的最优性
• 适用于高维随机场的降维
• 在不确定性量化中的可靠性

https://avoid.overfit.cn/post/6cf33026c7f84b23a3d1aab8d6903327