首页
/
每日頭條
/
圖文
/
小波變換的系數
小波變換的系數
更新时间:2025-12-15 23:51:52

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)1

連續小波變換CWT是一種冗餘變換,CWT系數取決于所用的小波,所以理解起來稍微有些困難。為更好地理解CWT系數,本文從簡單信号和簡單小波開始分析。小波擅長檢測信号的不連續性或奇異點,信号的突變點處具有較大的絕對值系數。首先設置一個移位脈沖信号,脈沖發生在第500點的位置。

x = zeros(1000,1); x(500) = 1;

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)2

選擇了一個簡單信号,自然要選擇一個簡單小波,那自然是haar小波了

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)3

在1-128的尺度範圍上使用Haar小波計算CWT

CWTcoeffs = cwt(x,1:128,'haar');

CWTcoeffs是一個大小為128×1000的矩陣,矩陣的每一行都包含一個尺度的 CWT系數。由于CWT的尺度為1:128,因此共128 行,矩陣的列維度與輸入信号的長度相同。

看一下CWT的時間-尺度譜

cwt(x,1:128,'haar','plot'); colormap jet; colorbar;

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)4

還可以繪制一下3D圖,為了便于觀察,減小尺度範圍

cwt(x,1:64,'haar','3Dplot'); colormap jet;

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)5

檢查移位脈沖信号的CWT,可以看到CWT較大的系數集集中在時間-尺度平面以點 500 為中心的小尺度的狹窄區域。随着尺度的增加,CWT較大的系數集變寬,但仍以點 500 為中心。如果跟蹤該區域的邊界,類似于下圖

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)6

該區域成為Haar小波在點500處的“影響錐”。要理解“影響錐”,假設一個小波的支撐區間為[-C, C],将小波移動 b并縮放尺度a ,支撐區間變為[-Ca b, Ca b]。對于移位脈沖δ(t−τ),CWT 系數僅在 τ 附近的區間非零,該區間等于小波在每個尺度上的支撐區間,可以通過移位脈沖的CWT表達式來理解:

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)7

對于脈沖信号而言,可以通過選定幾個尺度繪制CWT系數看一下

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)8

“影響錐”取決于小波種類。以兩個移位脈沖的疊加δ(t−300) δ(t−500)為例子,在這種情況下,使用具有4階消失矩db4小波。下圖顯示了使用 db4小波對第300和第500點的影響錐。

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)9

查看第20尺度的第400個點,在該尺度下,可以看到兩個“影響錐”都沒有與第400點重疊。因此, CWT系數在該點和該尺度上為零,可以看一下小波系數圖:

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)10

接下來,查看尺度80處第400點,在尺度80處,第300 和 第500點的影響錐都包括第400點,即使信号在第400點處為零,仍會在該尺度下獲得非零的CWT 系數。看一下小波系數圖:

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)11

在前面的例子中,CWT 系數在信号突變點附件較大,這種檢測信号不連續性的能力是小波變換的優勢。前面的例子還證明了CWT的系數在較小尺度上最更好的不連續定位能力。

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)12

下面看一個稍微複雜的例子,構建一個由突變和平滑振蕩組成的信号,該信号是一個2Hz正弦曲線,帶有2個不連續點

N = 1024; t = linspace(0,1,1024); x = 4*sin(4*pi*t); x = x - sign(t - .3) - sign(.72 - t); plot(t,x); xlabel('t'); ylabel('x'); grid on;

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)13

注意 t=0.3和 t=0.7附近的不連續性,使用 sym4小波繪制 CWT

小波變換的系數(如何更好的理解連續小波變換系數)14

CWT可以檢測出信号中的突變點和振蕩部分,突變點會影響所有尺度的CWT 系數,并清楚地與小尺度上更平滑的信号特征區分開來。另一方面,2Hz 正弦波的最大值和最小值在較大尺度的 CWT 系數中很明顯,而在小尺度上不明顯。

最後總結一下,理解CWT的系數時,一個點的CWT系數可能會受到遠離該點的信号值的影響。必須考慮小波在特定尺度上的支撐區間,并非所有小波的支撐區間都相同。例如,Haar小波在所有尺度上的支撐區間都小于 sym4 小波。此外小波對于檢測信号的突變非常有用,信号中的突變會産生相對較大的小波系數(以所有尺度的不連續點為中心)。最後,平滑信号在小波與信号特征最相關的尺度上産生相對較大的小波系數。

,
Comments
Welcome to tft每日頭條 comments! Please keep conversations courteous and on-topic. To fosterproductive and respectful conversations, you may see comments from our Community Managers.
Sign up to post
Sort by
Show More Comments
推荐阅读
貝侬鮮果(貝侬來了好解紛)
貝侬鮮果(貝侬來了好解紛)
     圖為法官與“貝侬”在火盆邊,向被告釋明案件的利害關系。記者 吳 琪 攝   春寒料峭,細雨蒙蒙。2月8日清晨5點,廣西壯族自治區河池市宜州區同德鄉闆高村的蒙軍(化名)要趕往200多公裡外的馬山縣古零鎮。趁着春節期間,他要向包工頭林明(化名)追回拖欠了近三年的工資。   2019年下半年,他接到林明發包的建築工程後,便帶着十餘名建築工人進場施工。期間...
2025-12-15
康熙小s唱歌(又可以看小S手撕嘉賓了)
康熙小s唱歌(又可以看小S手撕嘉賓了)
  01   2015年10月,那個說永不缺席的蔡康永發出一條辭别《康熙來了》的微博。      而随後小S也在微博回應說“沒有你便不完整,所以親愛的,我們就共進退吧!”      就這樣2876集、12年陪伴的《康熙來了》開始了它毫無預警的告别。   12年死忠粉任泉說“沒了,才知道什麼是真沒了。”   姚晨說“多麼希望你明天說,這隻是你和大家開的一個玩笑...
2025-12-15
商業照明免費設計(商業燈光美陳設計可以适用于那些場景)
商業照明免費設計(商業燈光美陳設計可以适用于那些場景)
  商業燈光美陳,是商業場景中非常重要的一部分。它通過運用光線、色彩、材質等設計元素,創造出藝術效果,營造舒适感和視覺沖擊力。在各種商業場景中,它都扮演着不可或缺的角色。      1.商業燈光美陳适用于零售店。在零售店中,商業燈光美陳可以幫助商品得到更好的展示,吸引消費者的視線,提高銷售額。   合理使用燈光美陳可以讓商品展現出其最佳形象,還能夠強調顧客購...
2025-12-15
那些年看過的超好看的泰劇(這些甜到令人心動的泰劇你看過嗎)
那些年看過的超好看的泰劇(這些甜到令人心動的泰劇你看過嗎)
  最近飯哥發現了一部高顔值的泰劇《逐月之月》,這部劇剛開始光看劇照就被男主的顔值迷得不要不要的~雙向暗戀的設定簡直太戳萌點了,現在隻更新到第二集,等待更新日子太難熬。同時呢,飯哥也整理了幾部同樣甜到令人心動的泰劇,和大家一起分享。   《逐月之月》   《逐月之月》根據泰國暢銷小說《Two Moons》改編,主要講述了一個理工學院院草暗戀校草學長的故事,由...
2025-12-15
和田玉羊脂玉怎麼識别真假的方法(和田玉的謠言一)
和田玉羊脂玉怎麼識别真假的方法(和田玉的謠言一)
  一說到和田玉,大家想到最多的詞語便是“羊脂玉”,好多商家也說自己的玉是羊脂玉,那到底什麼是羊脂玉,真的很稀缺珍貴嗎?   關于“羊脂玉”,大家有許多不了解,市場上也有很多羊脂玉的謠言,下面我用5句話給大家說清楚“羊脂玉”的前世今生。   1、在三國時代,曹丕曾在《與鐘繇謝玉玦書》中曰:“竊見玉書,稱美玉白如截肪,黑譬純漆,赤拟雞冠,黃侔蒸栗” 這是史料中...
2025-12-15
Copyright 2023-2025 - www.tftnews.com All Rights Reserved