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小波分析是时域分析吗(现代信号处理——时频分析与时频分布(小波变换))

时间2025-09-17 17:44:58分类IT科技浏览6079
导读:一、小波变换概述...

一                、小波变换概述

1                           、小波的特点和发展

小波变换是分析原始信号各种变化的特性                ,进一步用于数据压缩          、噪声去除            、特征选择等                。

例如歌唱信号:是高音还是低音                           ,发声时间长短                          、起伏               、旋律等                           。从平稳的波形发现突变的尖峰          。

小波变换的实质是利用多种小波基函数对原始信号进行分解            。

小波分析发展历史

1910年Haar提出最简单的小波

1980年Morlet 首先提出平移伸缩的小波公式          ,用于地质勘探                          。

1985年Meyer和稍后的Daubeichies提出“正交小波基                   ”            ,此后形成小波研究的高潮               。

1988年Mallat提出的多分辨度分析理论(MRA)                          ,统一了语音识别中的镜向滤波               ,子带编码        ,图象处理中的金字塔法等几个不相关的领域        。

小波变换的特点

小波变换                         ,既具有频率分析的性质                    ,又能表示发生的时间                         。有利于分析确定时间发生的现象                    。

小波变换的多分辨度的变换    ,有利于各分辨度不同特征的提取(图象压缩                        ,边缘抽取                        ,噪声过滤等)

小波变换比快速Fourier变换还要快一个数量级    。信号长度为M时,Fourier变换(左)和小波变换(右)计算复杂性分别如下公式:

运用小波基                    ,可以提取信号中的“指定时间                          ”和“指定频率        ”的变化                        。

时间:提取信号中“指定时间              ”(时间A或时间B)的变化                        。顾名思义                            ,小波在某时间发生的小的波动。

频率:提取信号中时间A的比较慢速变化     ,称较低频率成分;而提取信号中时间B的比较快速变化                ,称较高频率成分                    。 

 二        、连续小波变换

小波(wavelet)的物理意义就是“小区域的波                           ”                           ,即时域上有限支撑且振荡的一类函数                            。

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小波变换的特点

1                         、从物理上看          ,信号的小波变换就是信号通过一组品质因数恒定带通滤波器的过程     。值得指出的是            ,品质因数恒定是小波变换的一个重要性质                          ,也是小波变换被广泛采用的一个重要原因                。

2                    、从时频分析的角度看               ,小波变换在时频平面上的基本分析单元具有如下的特点:当a值较小时        ,时间轴上观察范围小                         ,而在频域上相当于用高频小波作细致观察                    ,当a值较大时    ,时间轴上观察范围大                        ,而在频域上相当于用低频小波作概貌观察                           。

 三    、离散小波变换(DWT)

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四                        、小波变换的应用 

参考视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1wS4y1D7ng/?p=11&spm_id_from=pageDriver&vd_source=77c874a500ef21df351103560dada737

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