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Es erkennt hier eine sprudelnde Quelle. Wir auch. - ULV Leoben ...

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Prokrustes-Probleme<br />

Untersuchung iterativer Algorithmen zur Gewinnung unitärer Matrizen, welche<br />

beliebige Matrizen (als rechteckige Anordnung von Messdaten) bestmöglich<br />

approximieren.<br />

2. Spezielle Prokrustes-Probleme<br />

Eine Variante der vorigen Frage besteht im Aufsuchen <strong>eine</strong>r z. B.<br />

unitären m x n-Matrix U (m ≥ n), die <strong>eine</strong>r beliebigen m x n-Matrix<br />

G (rang(G) = n) möglichst nahe kommt.<br />

Wesentliche Hilfsmittel bei der mathematischen Behandlung derartiger<br />

Fragen stellen die Singulärwert- und Polarzerlegung von Matrizen<br />

dar. Bei der (iterativen) Bestimmung von U spielt die MOORE-<br />

PENROSE-Inverse <strong>eine</strong> zentrale Rolle.<br />

<strong>Wir</strong> erwähnen <strong>hier</strong> zwei Anwendungsbeispiele aus der Materialphysik:<br />

die Angleichung <strong>eine</strong>s gemessenen LAUE-Diagramms an<br />

das theoretische (oben) bzw. das Auffinden <strong>eine</strong>r Drehmatrix zur<br />

Beschreibung der mittleren Orientierung <strong>eine</strong>s Metallkorns (EBSD-<br />

Diagramm rechts).<br />

Arnold Kräuter<br />

Mathematik und Statistik<br />

an der MUL seit: 11/1979<br />

Email: arnold.kraeuter@unileoben.ac.at<br />

institute.unileoben.ac.at/mathstat<br />

Balder Ortner<br />

Materialphysik<br />

an der MUL: 1972-2007<br />

Email: balder.ortner@unileoben.ac.at<br />

www.oeaw.ac.at/esi/deutsch/institut/ehemalige/<br />

ortner.html<br />

Prokrustes-Probleme beschäftigen sich mit der optimalen Angleichung<br />

von Ist- und Soll-Daten. Sie sind typisch für verschiedene Anwendungsbereiche<br />

wie z.B.<br />

• Biometrische Identifikation<br />

• Texterkennung<br />

• Bildanalyse (MRI, MEG)<br />

• Shape Analysis (Biologie, Molekularbiologie, Archäologie)<br />

1. Allgem<strong>eine</strong> Prokrustes-Probleme<br />

Im Normalfall geht man aus von <strong>eine</strong>r fest vorgegebenen m x n-Matrix<br />

A (Referenzdaten; „Prokrustes-Bett“) und <strong>eine</strong>r beliebigen m x p-Matrix<br />

B (Datensatz aufgrund aktueller Messungen; „Prokrustes-Opfer“).<br />

Gesucht ist <strong>eine</strong> p x n-Matrix T („Behandlung des Opfers“), sodass BT<br />

möglichst gut mit A übereinstimmt, d. h. der Ausdruck || A – BT || F ein<br />

Minimum annimmt.<br />

Zur Person:<br />

Studium der Mathematik und Physik (KFU Graz)<br />

Habilitation 1988 (KFU Graz)<br />

Forschungsschwerpunkte:<br />

Abschätzungen skalarer Matrizenfunktionen<br />

Kombinatorische Matrizentheorie<br />

Zur Person:<br />

Studium der Technischen Physik (TU Wien)<br />

Habilitation 1986 (MUL)<br />

Forschungsschwerpunkte:<br />

Röntgenographische Spannungsmessung<br />

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