Saturday, September 28, 2013

Laplace operator 哈密顿 ▽是一个算符 二阶的叫做拉普拉斯算子 ▽u表示这个点在坐标系中坐标是U,▽'u表示在另外一个坐标系中坐标是U‘ .一个是对场进行微分,一个是对源进行微分。是区分场、源位置的微分

▽u表示这个点在坐标系中坐标是U,▽'u表示在另外一个坐标系中坐标是U‘ .一个是对场进行微分,一个是对源进行微分。是区分场、源位置的微分


倒三角叫nabla,是哈密尔顿引入的一个算符,和四元数有关。

拉普拉斯算符

数学里面哈密尔顿 ▽是一个算符,矢量场对各个方向上的一阶偏导,也可以看作是一个矢量,但跟普通矢量也有不同,二阶的叫做拉普拉斯算子。
Nabla 一般用做算子符号。

梯度算子 http://wenku.baidu.com/view/0c2c15b765ce050876321350.html


拉普拉斯算符 ▽u表示这个点在坐标系中坐标是U,▽'u表示在另外一个坐标系中坐标是U,一个是

(2012-09-18 11:28:52)

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杂谈


拉普拉斯算符

拉普拉斯算符 <wbr>▽u表示这个点在坐标系中坐标是U,▽'u表示在另外一个坐标系中坐标是U,一个是 (2011-01-07 10:11:13)
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校园

分类: 工作篇

拉普拉斯算子

中文名称:拉普拉斯算子英文名称:Laplacian 定义:对于标量场函数f,为该标量场梯度的散度的一个标量,即对于矢量场函数,f为该矢量场散度的梯度减去该矢量场旋度的旋度的一个矢量,即所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)

定义

  拉普拉斯算子是n欧几里德空间中的一个二阶微分算子,定义为梯度()的散度()。因此如果f是二阶可微的实函数,则f的拉普拉斯算子定义为:   (1) f的拉普拉斯算子也是笛卡儿坐标系xi中的所有非混合二阶偏导数   (2) 作为一个二阶微分算子,拉普拉斯算子把C函数映射到C函数,对于k ≥ 2。表达式(1)(或(2))定义了一个算子Δ : C(R) → C(R),或更一般地,定义了一个算子Δ : C(Ω) → C(Ω),对于任何开集Ω。   函数的拉普拉斯算子也是该函数的黑塞矩阵

坐标表示式

二维空间

  其中xy代表 x-y 平面上的笛卡儿坐标 另外极坐标的表示法为:

三维空间

  笛卡儿坐标系下的表示法 圆柱坐标系下的表示法 球坐标系下的表示法

N 维空间

  在参数方程为(其中以及)的N 维球坐标系中,拉普拉斯算子为:   其中是N − 1维球面上的拉普拉斯-贝尔特拉米算子。我们也可以把的项写成。

恒等式

  如果fg是两个函数,则它们的乘积的拉普拉斯算子为: f是径向函数f(r)且g是球谐函数Ylm(θ,φ),是一个特殊情况。这个情况在许多物理模型中有所出现。f(r)的梯度是一个径向向量,而角函数的梯度与径向向量相切,因此:   球谐函数还是球坐标系中的拉普拉斯算子的角部分的特征函数:   因此:

推广

  拉普拉斯算子可以用一定的方法推广到非欧几里德空间,这时它就有可能是椭圆型算子,双曲型算子,或超双曲型算子。   在闵可夫斯基空间中,拉普拉斯算子变为达朗贝尔算子:   达朗贝尔算子通常用来表达克莱因-高登方程以及四维波动方程。第四个项前面的符号是负号,而在欧几里德空间中则是正号。因子c是需要的,这是因为时间和空间通常用不同的单位来衡量;如果x方向用寸来衡量,y方向用厘米来衡量,也需要一个类似的因子。

拉普拉斯-贝尔特拉米算子

  主条目:拉普拉斯-贝尔特拉米算子   拉普拉斯算子也可以推广为定义在黎曼流形上的椭圆型算子,称为拉普拉斯-贝尔特拉米算子。达朗贝尔算子则推广为伪黎曼流形上的双曲型算子。拉普拉斯-贝尔特拉米算子还可以推广为运行于张量场上的算子(也称为拉普拉斯-贝尔特拉米算子)。   另外一种把拉普拉斯算子推广到伪黎曼流形的方法,是通过拉普拉斯-德拉姆算子,它运行于微分形式。这便可以通过Weitzenböck恒等式来与拉普拉斯-贝尔特拉米算子联系起来。

参考文献

  Feynman, R, Leighton, R, and Sands, M(1970).“Chapter 12: Electrostatic Analogs”,The Feynman Lectures on Physics.Addison-Wesley-Longman. Gilbarg, D and Trudinger, N(2001).Elliptic partial differential equations of second order.Springer.ISBN 978-3540411604. Schey, H. M.(1996).Div, grad, curl, and all that.W W Norton & Company.ISBN 978-0393969979.
Laplacian算子
定义
  Laplacian 算子是n维欧几里德空间中的一个二阶微分算子,定义为梯度()的散度()。因此如果f是二阶可微的实函数,则f的拉普拉斯算子定义为:  (1) f的拉普拉斯算子也是笛卡儿坐标系xi中的所有非混合二阶偏导数:   (2) 作为一个二阶微分算子,拉普拉斯算子把C函数映射到C函数,对于k ≥ 2。表达式(1)(或(2))定义了一个算子Δ : C(R) → C(R),或更一般地,定义了一个算子Δ : C(Ω) → C(Ω),对于任何开集Ω。  对于阶跃状边缘,魂不附体导数在边缘点出现零交叉,即边缘点两旁二阶导数取异号。据此,对数字图像{f(i,j)}的每个像素,取它关于x轴方向和y轴方向的二阶差分之和,表示为  
运算模板
  函数的拉普拉斯算子也是该函数的黑塞矩阵的迹,可以证明,它具有各向同性,即与坐标轴方向无关,坐标轴旋转后梯度结果不变。如果邻域系统是4 邻域,Laplacian 算子的模板为:   0 1 0
1 -4 1
0 1 0
 如果邻域系统是8 邻域,Laplacian 算子的模板为:   1 1 1
1 -8 1
1 1 1
 前面提过,Laplacian 算子对噪声比较敏感,所以图像一般先经过平滑处理,因为平滑处理也是用模板进行的,所以,通常的分割算法都是把Laplacian 算子和平滑算子结合起来生成一个新的模板。
结果对比
  
http://baike.baidu.com/view/3703285.htm
:▽符号,以前我一直以为是梯度,对梯度的概念也不清楚,原来这个是哈密尔顿算子(矢量微分算子/一阶微分算子),是一个形式上的矢量:拉普拉斯算符
因而梯度、散度、旋度都可以用它也用表示:
梯度grad u = u▽ (u是一标量)梯度描述了数量场中某一点上使方向导数取得最大值的一个矢量,它的大小表示这点变化率最大值,方向表示该点变化最大的方向
散度div A = ▽ dot A
旋度rot A = ▽ × A

二阶微分算子称为拉普拉斯算子,记作△
拉普拉斯算符

这两个算子不满足交换律。
Laplace算符是正三角,或者是“▽”这个算符右上角加上一个二次方的标记,即“▽^2”。
“▽”这个算符叫做哈密顿算符,也叫劈尖算符,不同的情况下表示不同的意义,一般三种情况,读法也比太一样:
1,▽φ;读作“grad φ ”,此时φ必须是个标势函数或标量,▽φ表示φ的梯度。
2,▽·A;读作“div A”,此时A必须是矢势函数或矢量,▽·A标势A的散度。
3,▽×A,读作“rot A”,此时A必须是矢势函数,或矢量,▽×A标势A的旋度。
一般来说,哈密顿算符只有上述四种用法,当然某些时候,为了形式简便,也会将Laplace算符(▽^2)与对时间的二阶偏导结合成d'Alembert算符,一般四维空间下它用的比较多。

这个符号最早是哈密尔顿引入的,但没人会这么读。nabla这种读法是麦克斯韦最早推荐的,其意本是一种竖琴的名称。del这种读法是后来数学家比较流行的,最直接的读法。

劈形算符
中文: 劈形算符
德语: Nabla-Operator
英语: Del

▽u表示这个点在坐标系中坐标是U,▽'u表示在另外一个坐标系中坐标是U‘ .一个是对场进行微分,一个是对源进行微分。是区分场、源位置的微分

倒三角叫nabla,是哈密尔顿引入的一个算符,和四元数有关。

拉普拉斯算符

数学里面哈密尔顿 ▽是一个算符,矢量场对各个方向上的一阶偏导,也可以看作是一个矢量,但跟普通矢量也有不同,二阶的叫做拉普拉斯算子。
Nabla 一般用做算子符号。

梯度算子 http://wenku.baidu.com/view/0c2c15b765ce050876321350.html

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