我正在尝试自学 WHT,但似乎在任何地方都没有很多关于它的在线解释。我想我已经弄清楚了如何计算 WHT,但我真的想了解为什么它在图像识别领域被认为是有用的。
它有什么特别之处,它在一个不会出现在经典傅里叶变换或其他小波变换上的信号中带来什么特性?为什么它对此处指出的对象识别有用?
我正在尝试自学 WHT,但似乎在任何地方都没有很多关于它的在线解释。我想我已经弄清楚了如何计算 WHT,但我真的想了解为什么它在图像识别领域被认为是有用的。
它有什么特别之处,它在一个不会出现在经典傅里叶变换或其他小波变换上的信号中带来什么特性?为什么它对此处指出的对象识别有用?
在 1960 年代和 70 年代初,NASA 曾经使用 Hadamard 变换作为压缩来自行星际探测器的照片的基础。Hadamard 是傅里叶变换的计算更简单的替代品,因为它不需要乘法或除法运算(所有因子都是正负一)。在这些航天器上使用的小型计算机上,乘法和除法运算非常耗时,因此避免它们在计算时间和能耗方面都是有益的。但是自从开发了更快的计算机并结合了单周期乘法器,以及快速傅里叶变换等新算法的完善,以及 JPEG、MPEG 和其他图像压缩的发展,我相信 Hadamard 已经不再使用了。然而,我知道它可能正在卷土重来,用于量子计算。(NASA 的使用来自 NASA Tech Briefs 中的一篇旧文章;无法提供确切的出处。)
Hadamard变换的系数都是+1或-1。因此,快速 Hadamard 变换可以简化为加法和减法运算(没有除法或乘法)。这允许使用更简单的硬件来计算变换。
因此,硬件成本或速度可能是 Hadamard 变换的理想方面。
如果您有访问权限,请查看这篇论文,我已将摘要粘贴在这里 Pratt, WK;凯恩,J。安德鲁斯,HC;, “Hadamard 变换图像编码”, Proceedings of the IEEE, vol.57, no.1, pp. 58-68, Jan. 1969 doi: 10.1109/PROC.1969.6869 URL: http://ieeexplore.ieee.org/stamp /stamp.jsp?tp=&arnumber=1448799&isnumber=31116
摘要 快速傅里叶变换算法的引入导致了傅里叶变换图像编码技术的发展,即图像的二维傅里叶变换通过通道而不是图像本身传输。这种发展进一步导致了相关的图像编码技术,其中图像由 Hadamard 矩阵算子变换。Hadamard 矩阵是一个由正负矩阵组成的方阵,其行和列相互正交。已经开发了一种类似于快速傅里叶变换算法的高速计算算法,该算法执行哈达玛变换。由于 Hadamard 变换只需要实数加法和减法,因此与复数傅里叶变换相比,速度优势可能达到一个数量级。
想补充一点,任何 m 变换(由 m 序列生成的 Toeplitz 矩阵)都可以分解为
P1 * 白 * P2
其中 WHT 是 Walsh Hadamard 变换,P1 和 P2 是排列(参考:http ://dl.acm.org/citation.cfm?id=114749 )。
m-transform 用于许多事情:(1) 系统受噪声困扰时的系统识别和 (2) 通过虚拟的 (1) 识别受噪声困扰的系统中的相位滞后
对于 (1),当刺激是 m 序列时,m 变换恢复系统内核,这在神经生理学中很有用(例如http://jn.physiology.org/content/99/1/367。 full和其他),因为它对于宽带信号来说是高功率的。
对于 (2),Gold 代码由 m 序列 (http://en.wikipedia.org/wiki/Gold_code) 构建。