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D维空间中N个点的最小体积包围椭球计算 - MATLAB开发

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简介:
本项目利用MATLAB开发了一种算法,用于在D维空间中计算包含给定N个点的最小体积椭球。该方法在几何优化和数据聚类中有重要应用价值。 函数 `[A, c] = MinVolEllipse(P, 容差)` 用于找到矩阵 P 中一组数据点的最小体积封闭椭球(MVEE)。该问题通过以下优化公式解决: 最小化 `log(det(A))` 约束条件为 `(P_i - c) * A * (P_i - c) <= 1` 其中,`A` 和 `c` 是变量,而 `P_i` 表示矩阵 P 的第 i 列。该求解器基于 Khachiyan 算法,并且最终解决方案与最优值的误差在预先设定的“容差”范围内。 函数输出如下: - c: 包含椭球中心信息的 D 维向量。 - A:包含有关椭球形状的所有信息的矩阵。为了获得椭圆体的半径和方向,可以对输出矩阵 `A` 进行奇异值分解(在 MATLAB 中使用 svd 函数): `[U, Q, V] = svd(A);` 由此可得半径为: - r1 = 1 / sqrt(Q(1,1)) - r2 = 1 / sqrt(Q(2,2)) - ... - rD =

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