mat_eigh — MATH linalg op

• データ種: matrix → table

• 呼び出し: import mathops; mathops.mat_eigh(a) (または opsmath.get("mat_eigh"))

使い方

Eigen-decomposition of a symmetric matrix (LAPACK `syevd`).

Returns `(w, V): eigenvalues w` in ascending order (all real —

guaranteed by symmetry) and orthonormal eigenvectors as the columns of

`V (A @ V[:, i] == w[i] * V[:, i]`).

Symmetric input only, verified: `max|A - A.T| above 1e-10` of the

matrix scale raises `ValueError`. This is deliberate fail-closing of two

traps at once — a symmetric solver fed a non-symmetric matrix silently

reads one triangle and returns a *plausible wrong* answer, and a general

matrix has complex eigenvalues this real-valued API cannot even represent.

For a covariance / Hessian / Gram matrix (the metrology cases) symmetry

holds by construction; symmetrise explicitly (`(A + A.T) / 2`) if yours

is symmetric-up-to-noise.

Sign trap (honest): each eigenvector is defined only up to sign, and

eigenvectors of a *repeated* eigenvalue only up to rotation in that

subspace. Compare `|v·w|` or subspaces, never raw columns.

HALCON: `eigenvalues_symmetric_matrix`.

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

mathops の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

• **complex 入力は ValueError** — float64 への強制変換は虚部を黙って捨てる(numpy は ComplexWarning だけ出して「もっともらしく間違った」実数を返す)。.real/.imag/abs() を明示するか、複素対応の complexops を使う。

• **masked array(masked 要素あり)は ValueError** — マスクを剥がして下の生値を使う暗黙変換を拒否。埋める/落とすを明示する。

• **NaN/Inf は全入力で ValueError**(件数を明示して拒否 — 結果全体に伝播するため)。

• 形状は厳格: 1-D と 2-D を暗黙昇格・ブロードキャストしない(vector 枠に matrix、matrix 枠に vector は ValueError。reshape を明示する)。

• サイズ上限: 行列を取る op と stat_histogram の bins は mathops.MAX_ELEMENTS(2^26 ≈ 6700 万要素)超で ValueError。

詳しい使い方ガイド

• math_metrology ファミリ ガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• math_metrology — py -3.11 examples/math_metrology.py

型が繋がる次の op(table を入力に取れる)

—

同カテゴリ(linalg)

mat_solve · mat_lstsq · mat_svd · mat_pinv · mat_cond

*Provenance: mathops.py — MATH operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

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