小波变换

背景:

傅立叶变换是信号处理领域应用最广泛、效果最好的一种分析手段。傅立叶变换是时域到频域互相转化的工具,从物理意义上讲,傅立叶变换的实质是把这个波形分解成不同

频率的正弦波的叠加和。正是傅立叶变换的这种重要的物理意义,决定了傅立叶变换在信号分析和信号处理中的独特地位。傅立叶变换用在两个方向上都无限伸展的正弦曲线波

作为正交基函数,把周期函数展成傅立叶级数,把非周期函数展成傅立叶积分,利用傅立叶变换对函数作频谱分析,反映了整个信号的时间频谱特性,较好地揭示了平稳信号

的特征。 但是Fourier变换作为一种全局性的变化,具有一定的局限性,如不具备局部化分析能力、不能分析非平稳信号缺点因而很多科学家都试图通过改造傅里叶来达到优化的目的,直到小波的出现,解决了以上的问题。

小波的出现经历起初的傅里叶变换——>窗口傅里叶变换——>小波变换


解决问题:

小波的优点是可以做信号细节的分析,具有局部信息处理能力,能够获得局部细节信息。由于其多分辨率分析能力,故也称其为“数学显微镜”。其优点有如下:

1、小波变换具有“变焦”特性,在低频段可用高频率分辨率和低时间分辨率(宽分析窗口),在高频段,可用低频率分辨率和高时间分辨率(窄分析窗口),就好像细节(高频)就需要小窗口仔细分析,在低频(平坦区)就需要大的窗口粗糙的掠过,减少处理时间。

2、小波变换通过选取合适的滤波器,可以极大的减小或去除所提取得不同特征之间的相关性

3、小波分解可以覆盖整个频域(提供了一个数学上完备的描述)

实现原理:(待续)

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