“天文望远镜拍摄的图像往往受到各种噪声污染,传统去噪方法可能会模糊掉微弱的天体信號。”
陶哲轩展示了一组对比图。
“但如果我们把图像在某个小波基下表示,噪声通常是稠密的,而真实信號是稀疏的。这样,通过適当的优化算法,我们可以『分离信號和噪声。”
他展示了一个数学优化问题:
min||x||?满足ax=b+e
“这里x是我们在小波基下的係数,a是测量矩阵,b是观测数据,e是噪声。目標是最小化x的l1范数,也就是係数的绝对值之和。l1最小化倾向於產生稀疏解,这恰好符合真实信號的特性。”
肖宿盯著那个优化问题,脑中闪过一个念头。
在孪生素数问题中,我们想找到的是满足特定条件的整数对(p,p+2)。
这也可以看作一个“稀疏信號恢復”问题,在所有整数中,標记出那些是素数、並且与下一个素数间隔为2的位置。
如果把这个搜索过程形式化为某种优化问题呢?
不是数值优化,而是组合优化,在整数集合的庞大空间中,找到满足特定稀疏性和相关性的子集。
报告在热烈的掌声中结束。
陶哲轩回答了十六分钟问题,然后宣布进入茶歇时间。
人群开始流动。
肖宿坐在座位上,还在思考刚才的灵感。
顾清尘拍拍他肩膀:“去和陶教授打个招呼?我想他应该很愿意见你。”
肖宿抬起头,看到陶哲轩已经被一群人围住,但他还是点点头:“好。”
他们等了几分钟,待人群稍散,才走上前去。
“陶教授,”顾清尘先开口,“我是京大数学系的顾清尘,这位是我的学生肖宿。”
陶哲轩的眼睛立刻亮了起来:
“肖!我上午就听说了你在209报告厅的事跡,正打算讲座结束去找你呢。”
他伸出手,笑容真诚,“非常精彩。望月教授的理论困扰了数学界很多年,你找到了那个关键矛盾点,而且还是用如此简洁的方式。”
肖宿和他握手。
“谢谢。您的报告也给了我很多启发。”
“哦?”
陶哲轩感兴趣地问,“关於压缩感知在数论中的应用?”
肖宿点点头,有些疑惑他怎么看出来的。
“我刚刚注意到你听报告时在记笔记,而且眼神很专注。”
陶哲轩笑著说,“这是数学家的直觉。要不要一起喝杯咖啡?我正好有些时间。”
顾清尘很识趣地说:“你们聊,我去见几个老朋友。”