小波變換的概念、操作

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gjsdgjsd  小波變換版主

1。連續小波的概念。就是把一個可以稱作小波的函數(從負無窮到正無窮積分爲零)在某個尺度下與待處理信號卷積。改變小波函數的尺度,也就改變了濾波器的帶通範圍,相應每一尺度下的小波係數也就反映了對應通帶的信息。本質上,連續小波也就是一組可控制通帶範圍的多尺度濾波器。

2。連續小波是尺度可連續取值的小波,裏面的a一般取整數,而不像二進小波a取2的整數冪。從連續小波到二進小波再到正交離散小波,其實就是a、b都連續,a不連續、b連續,a、b都不連續的過程。操作他們的快速算法也就是卷積(快速傅里葉),多孔(a trous),MALLAT。在MATLAB裏,也就是CWT,SWT,DWT。SWT稱平穩小波變換、二進小波變換、或者非抽取小波變換。

3。從冗餘性上:CWT>SWT>DWT,前面兩個都冗餘,後面的離散小波變換不冗餘。

4。從應用上:CWT適合相似性檢測、奇異性分析;SWT適合消噪,模極大值分析;DWT適合壓縮

5。操作。就是在某個尺度上得到小波的離散值和原信號卷積,再改變尺度重新得到小波的離散值和原信號卷積。每一個尺度得到一個行向量存儲這個尺度下的小波係數,多個尺度就是一個矩陣,這個矩陣就是我們要顯示的時間-尺度圖。

6。顯示。“不要認爲工程很簡單”。我的一個老師說過的話。小波係數的顯示還是有技巧的。很多人畫出的圖形“一片烏黑”就是個例子。第一步,一般將所有尺度下的小波係數取模;第二步,將每個尺度下的小波係數範圍作映射,映射到你指定MAP的範圍,比如如果是GRAY,你就映射到0-255;第三步,用IMAGE命令畫圖;第四步,設置時間和尺度座標。MATLAB是個很專業的軟件,它把這些做的很好,但也就使我們懶惰和糊塗,我是個好奇心重的人就研究了下。裏面有個巧妙的函數把我說的(1,2)兩個步驟封裝在了一起,就是WCODEMAT,有興趣的同學可以看看。

希望大家深入研究小波。

這裏,還有要說的是,小波目前理論的熱點:
1。不可分的小波或者具有可分性質的方向性小波;
2。XLET: CONTOURLET, WEDGELET, SHEARLET, BANDELET, RIDGELET, CURVELET; PLATELET.
3。多分辨率分析+多尺度幾何分析的結合,才真正是我們所需要的。比如小波域的WEDGELET等等。

最後,幾點建議:
1。理論研究和實際應用不同,工程上很多問題小波並不是最好的,在做項目的時候大家要實際情況,實際對待。
2。做研究,有些話題太成熟了,對於小波本身幾乎很難再做下去,要在方向性和幾何性上下功夫。對此,我也做的工作很少,畢竟研究方向轉了。
3。看看DAUBECHIES,MALLAT,Minh N. Do的personal web,特別是preprint的文章,會有些啓發。
4。最終大家還是最好自己提一些新的XLET或算法出來,這樣纔是有挑戰性的工作,否則我們永遠是落後的。
5。交叉領域和結合是值得做的,最近R2007也就增加了PCA+WAVELET等內容,還有用小波在數值分析領域求解偏微分等,多尺度現在是個很熱的東西,SIAM爲此都開了專門的期刊,這是數值分析最前沿的期刊可以看看。還有ELSEVIER的Applied and Computational Harmonic Analysis,這些雖然數學多了一點,但畢竟纔有可能在工程上是“新”的。

大家可以到我的網站下載到.m文件
http://cem.ahu.edu.cn/Freecode/freecode.htm

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