PyLops/pylops

何を解決するか

PyLopsは、メモリに明示的に格納できないほど巨大な行列を扱う大規模な線形逆問題の課題に対処します。ユーザーが数値行列全体を計算または保存する必要なく、複雑な線形代数および最適化を実行できるようにします。

仕組み

行列（数値配列）として線形演算子を表現するのではなく、PyLopsは行列-ベクトル積を記述する関数として線形演算子を表現します。前向き演算（Dx）と転置/随伴演算（Dᵀy）を定義することで、cgやlsqrなどの反復解法が、行列要素そのものではなくこれらの積の結果のみを必要とするため、効率的に計算できます。幅広い組み込み演算子（微分、畳み込み、FFTなど）を提供し、ユーザーが独自の演算子を実装することも可能です。

対象ユーザー

信号処理、画像処理、リモートセンシング、および線形逆問題や大規模最適化に依存する他の分野で作業する研究者やエンジニア向けに設計されています。

特徴

• 行列フリー計算：明示的な行列構築を回避することで、大規模な問題を扱います。
• バックエンド非依存：線形演算子用の自然なPythonインターフェースを提供します。
• 組み込み演算子：微分、畳み込み、FFT用の即時利用可能な演算子を含みます。
• 統合された解法：/ 演算子を使った表現力豊かな構文で、最小二乗法やスパース逆問題を直接サポートします。