与传统滤波器相比,小波滤波的优缺点是什么?

信息处理 过滤器 小波
2022-01-25 18:52:30

目前,小波已广泛用于对信号的某一特定频带进行去噪或提取。然而,这些也可以通过传统的过滤器(例如巴特沃斯、切比雪夫)来完成。那么这两种过滤方法的优缺点是什么?

2个回答

让我们首先考虑正交 DWT:这个变换是建立在几个约束条件下的:当然是正交性(和可逆性),以及一些连续小波变换的离散化,具有特定的二元结构,产生频率分解,其切割近似为:

[01/2L1/2L11/21]

离散小波可以实现为专用于上述间隔之一的一组滤波器(或滤波器组),然后进行适当的二次采样。并且只有一些特定的过滤器(尽管它们的数量是无限的)遵守上述约束。

因此,使用 DWT,只有二元边界可用 (*),只能使用过滤器的子集,并且输出被抽取。并且正交性,根本不使用尺度。

而使用标准滤波器,您只有线性约束:不需要可逆性,您可以指定所需的边界、波纹和衰减(以设计问题为代价)。

因此,对于单纯的滤波,我看不到使用离散和关键小波方案的优势但是,DWT 可以在用于其他处理需求的同时进行一些粗略的带通滤波。

小波现在在数据稀疏化以及非线性分析、压缩、恢复方面发挥着更有趣的作用,而标准滤波器通常无法实现。

作为旁注,如果您允许变换中的冗余,则在足够长的“窗口”中选择具有足够数量的振荡的小波可能会做得很好,但这将是矫枉过正。

(*) 和M-band小波和小波包,你可以得到更通用的M-ary 整数k/Mn,但不是所有的分数或实数

您可以执行小波 mra ( modwtmra) 并filtfilt在 matlab 中对某些测试信号应用 IIR 或 FIR 滤波器。例如在带有噪声的矩形脉冲序列上。你肯定会看到不同之处。