本文是根据一位前辈上传到百度文库的《小波变换-完美通俗解读》总结而成,考虑到在百度上下载需要下载券,现在我将我下载好的原始文档放在了这里,有需要的朋友可以自行下载,不要积分的哦~~


下面开始正文~~由于最近本人所在的实验室要在转型做医疗,需要看一些和医学有关的paper。读到这一篇《Seizure detection using wavelet decomposition of the prediction error signal from a single channel of intra-cranial EEG》时,由于对小波变换(wavelet decomposition)不太了解,所以就上网了解了一下相关知识,发现了上面提到的那篇神文,醍醐灌顶有木有!!!现在我把我总结的一些不涉及公式的很基础的东西总结一下,有想深入了解的朋友可以去上面的链接下载文档,不用积分哦~~


1. 变换:把一个空间中的信号用该空间的某个basis 的线性组合表示出来

2. 所有的 basis,我们都希望它们有一个共同的特点,那就是,容易计算,用最简单的方式呈现最多的信号特性。

3. 正交 basis 重要的原因在于求系数容易,以傅里叶变换为例:

小波变换与深度学习 小波变换基础_小波变换与深度学习


要求系数a0,a1,a2等可以这么做:

小波变换与深度学习 小波变换基础_多项式_02

因为正交的性质,右边所有非 a1 项全部消失了,因为他们和cosx 的内积都是 0!所有就简化为:

 

小波变换与深度学习 小波变换基础_小波变换与深度学习_03

4. 展开变换所用的 basis 并非都是正交的,这完全取决于具体的使用需求,比如泰勒展开的 basis 就只是简单的非正交多项式。

5. 小波是一种能量在时域非常集中的波。它的能量是有限的,而且集中在某一点附近。比如下面这样:

小波变换与深度学习 小波变换基础_小波变换_04

6. 小波对于分析瞬时时变信号非常有用。它有效的从信号中提取信息,通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析,解决了傅立叶变换不能解决的许多困难问题。

7. 对于瞬时时变信号,如果我们采用傅里叶展开,则所有傅里叶系数都会变成非0的,这样的结果是出现Gibbs现象,如下所示:

小波变换与深度学习 小波变换基础_小波变换_05

但是如果用小波变换,只要小波 basis 不和这个信号变化重叠,它所对应的级数系数都为 0! 也就是说,假如我们就用这个三级小波对此信号展开,那么只有 3 个级数系数不为0 。你可以使用更复杂的小波,不管什么小波,大部分级数系数都会是 0。这是因为一个傅立叶系数通常表示某个贯穿整个时间域的信号分量,因此,即使是临时的信号,其特征也被强扯到了整个时间周期去描述。而小波展开的系数则代表了对应分量它当下的自己。