一、简介
1974年,法国工程师J.Morlet首先提出小波变换的概念,1986年著名数学家Y.Meyer偶然构造出一个真正的小波基,并与S.Mallat合作建立了构造小波基的多尺度分析之后,小波分析才开始蓬勃发展起来。小波分析的应用领域十分广泛,在数学方面,它已用于数值分析、构造快速数值方法、曲线曲面构造、微分方程求解、控制论等。在信号分析方面的滤波、去噪声、压缩、传递等。在图像处理方面的图像压缩、分类、识别与诊断,去噪声等。本章将着重阐述小波在图像中的应用分析。
1 小波变换原理
小波分析是一个比较难的分支,用户采用小波变换,可以实现图像压缩,振动信号的分解与重构等,因此在实际工程上应用较广泛。小波分析与Fourier变换相比,小波变换是空间域和频率域的局部变换,因而能有效地从信号中提取信息。小波变换通过伸缩和平移等基本运算,实现对信号的多尺度分解与重构,从而很大程度上解决了Fourier变换带来的很多难题。
小波分析作一个新的数学分支,它是泛函分析、Fourier分析、数值分析的完美结晶;小波分析也是一种“时间—尺度”分析和多分辨分析的新技术,它在信号分析、语音合成、图像压缩与识别、大气与海洋波分析等方面的研究,都有广泛的应用。
(1)小波分析用于信号与图像压缩。小波压缩的特点是压缩比高,压缩速度快,压缩后能保持信号与图像的特征不变,且在传递中能够抗干扰。基于小波分析的压缩方法很多,具体有小波压缩,小波包压缩,小波变换向量压缩等。
(2)小波也可以用于信号的滤波去噪、信号的时频分析、信噪分离与提取弱信号、求分形指数、信号的识别与诊断以及多尺度边缘检测等。
(3)小波分析在工程技术等方面的应用概括的包括计算机视觉、曲线设计、湍流、远程宇宙的研究与生物医学方面。
2 多尺度分析
3 图像的分解和量化
4 图像压缩编码
5 图像编码评价
二、源代码
%%初始化程序
clear,clc
t1=clock;
%% 载入7.6日00:15到7.21日24:00的数据
load('SJ76721.mat');%matrix
YSJ= SJ76721;
disp('------7.6日00:15到7.21日24:00的降噪处理结果-------');
% 载入7.6日00:15到7.24日24:00的数据
% load('SJ76724.mat');
% YSJ= SJ76724;
% disp('------7.6日00:15到7.24日24:00的降噪处理结果-------');
%% 数据预处理
[c,l]=size(YSJ);
Y=[];
for i=1:c
Y=[Y,YSJ(i,:)];
end
[c1,l1]=size(Y);
X=[1:l1];
%% 绘制原始信号图像
figure(1);
plot(X,Y);
xlabel('负荷个数/(个)');
ylabel('kW·h');
title('原始信号');
%% 硬阈值处理
lev=3;
xd=wden(Y,'heursure','h','one',lev,'db4');%硬阈值去噪处理后的信号序列
figure(2)
plot(X,xd)
xlabel('负荷个数/(个)');
ylabel('kW·h');
title('硬阈值去噪处理')
三、运行结果
四、备注
版本:2014a