年
月
第
卷 第
期
装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报
收稿日期:
作者简介:李
颖(
),女(汉族),河北唐山人,硕士研究生;
卜格鸿(
),女,副教授,硕士生导师
一种基于提升格式的双正交小波
设计方法及应用
李
颖,
卜格鸿,
赵洪利
(装备指挥技术学院 电子工程系,北京
)
摘
要:提升格式是一种 新的小 波构造 方法,它是 因构造 紧支 的 第二 代 小
波之需而产生的。
等人提出的提升格式设计方法只能设计基于
小波
的插值小波,为了满足各种应用需要,提出 了一种 基于任 意双正 交小波,而 非仅针 对
小波的增加小波消失矩的新算法。利用小 波消失 矩和与 其对应 滤波器 在
处零点阶数之间的关系,通过求解一组简 单的线 性方程 组来设 计基于 任意双 正交小
波的提升系数;根据最佳提升格式的唯一性,给出了求最佳提升系数的迭代算法。
关
键
词:提升格式;双正交小波;对偶提升;迭代算法
中图分类号:
文献标识码:
文 章 编 号:
(
)
近
年来,提出了许 多设计 小波基 的方法,
其中之一就是 由
提 出 的 被 誉 为 构 造 第
二 代 小 波 关 键 技 术 的 提 升 格 式 (
)。
[
~
]
目前,提 升 格 式 的 研 究 不 但 吸 引 了
象
这 样 对 第 一 代 小 波 的 发 展 有 重 要
贡献 的 著 名 学 者 的 参 与,而 且,国 际 标 准
图像编码 也 被 推 荐 使 用 提 升 格 式 作 为 实 现
离散小波变换的快速算法。它和传统
[
]
构
造方法的主要不同 在 于它 完 全基 于 时
(空)域,不
依赖于平移和伸缩的概念,因此,它特别适合于有
限区域、曲面上及非 均 匀采 样 等领 域 中小 波 的设
计,这是傅氏变换无能为力的。
在文献[
~
]中给出了 设计算 法,
并提出 了 分 离—预 测—修 正 形 式 的 小 波 变 换 结
构。这种算法只是针对
小波的,而且这只能
设计一级对偶提升
(预测)和提升(修正)过程。显
然,这种方法不能设计 出所有 具有
结构的 小
波,而 且一旦 要求发 生变化,必 须重新 从
小
波开始设计相应的提升格式,使用很不方便。
本文提出的提升格式是基于具有相同尺度函
数的双正交小波 之间 的 关系,从任意 双 正交 小 波
出发 来 设 计 需 要 的 小 波。
[
]
和
[
]
证明了:任何具有
结构的双正交小
波,都能通过
小波经有限步交替提升和对偶
提升得到。这表 明:通过 对任 意 给定 的 双正 交 小
波有限步提升和对偶提升,能得到包括
小波
在内的任 何 具 有
结 构 的 双 正 交 小 波。 这 里
的关键是如何设计提升和对偶提升系数来满足一
些限制 条件,例如,如何 提高小 波消失 矩,使小 波
具有更好的振荡性。
本文的新算法是基于任意双正交小波而非仅
针对
小 波 的 提 升 格 式,这 种 算 法 更 具 灵 活
性。根据设定的提升系数的初始位置参数
犾
来唯
一确定最佳提升 系数
,并且给 出 了一 种 计算 最 佳
提升系数的迭代算法。
1
提升格式
令
滤波器为
犵
=
{
犵
犽
}
犽
犲
犽
=
犽
犫
,它的
变换
是一个
多项式
犵
(
狕
)
=
∑
犽
犲
犽
=
犽
犫
犵
犽
狕
-
犽
。符
号
犵
用于 表 示 滤 波 器 和 对 应 的
多 项 式
犵
(
狕
)。假设双正 交滤 波 器 {
犺
,
犵
,
珘
犺
,
珟
犵
}形 成 一 个
双正交小波变换,则这个提升的双正交滤波 器
犺
,
犵
,
珘
犺
,
珟
犵
为