3.1 小波分析介绍
2025年09月26日
3.1 小波分析介绍
小波分析(Wavelet Transform)是一种变分辨率的时频分析方法。它在时频两域都具有表征信号局部特征的能力,是一种窗口大小固定不变,但其形状、时间窗和频率窗都可以改变的时频局部化分析方法,它具有对信号的自适应性,因而被誉为“数学显微镜”。小波分析被广泛应用于信号处理中。
定义1:设a>0,b∈R,则:
生成的函数族{φa,b(t)}:称为连续小波或分析小波。φ(t)叫做小波函数或母小波(Mother Wavelet)。其中,a是尺度参数,b是时移参数。改变a的值,对函数φa,b(t)具有伸展(a>1)和收缩(a<1)的作用,参数b起着平移的作用。小波φ(t)的选择并不是任意的,也不是惟一的。
定义2:设φ(t)为小波函数,{φa,b(t)}按式(9)给出,对f(t)∈L 2(R),f(t)的连续小波变换定义为:
当a较大时,视野宽而分析频率低,可以做平滑部分的观察;当a较小时,视野窄而分析频率高,可以对细节进行观察。
实际应用中需要对尺度参数a和定位参数b进行离散化处理。可以选取(m是整数,a0>1);选取
(b0>0,n为整数),为便于计算机实现,对平移时间进行离散化,且保证小波函数生成的小波为标准正交基。选a0=2,b0=1,则
相应的离散小波变换: