偶数和奇数滤波器和正交

信息处理 图像处理 傅里叶变换
2022-02-10 07:24:21

我是一名试图理解一些信号处理术语的数学家。我的第一个问题是关于“偶数”和“奇数”过滤器的术语。这是什么意思?它是否引用了这样一个事实,即在傅立叶变换中存在余弦和正弦函数,它们又是偶数和奇数?如果没有,将不胜感激提供到可靠来源的链接。

第二个问题:什么是正交?我听说过用于两个傅立叶变换之间的相移的术语,将帧分成四部分的方法,并从垂直、水平和两个对角线方向进行类似梯度的减法。所有这些都是一次吗?此外,一个可靠来源的链接会很棒。

3个回答

偶函数是对称的:

f(x)=f(x)

奇函数是反对称的:

f(x)=f(x)

与另一个正交的信号的所有傅立叶级数分量相移 90 度。因此这两个信号是正交的。

为了得到正交信号,我们应用希尔伯特变换(或多维的 Riesz 变换)

g(x)=±H[f](x)

余弦波是均匀且对称的。正弦波是奇数且反对称的。因此,如果将希尔伯特变换应用于偶数信号(余弦傅里叶级数分量),您将得到一个奇数信号(正弦傅里叶级数分量)。如果你再次应用希尔伯特变换,你会得到负的原始信号。再次应用,您将得到原始希尔伯特变换信号的负值。再次应用您将获得原始信号。这就是“四边形”部分的用武之地。

这在信号分析中很有用。由于希尔伯特变换仅对傅里叶级数分量进行相移,因此信号的能量保持恒定。因此,我们可以重建原始信号(例如小波去噪)。此外,给定一个响应波峰和波谷的偶数滤波器,我们可以创建一个响应边缘的奇数滤波器。这对滤波器称为正交滤波器对,允许分析信号特征。有关详细信息,请参阅分析信号。

对于您问题的第一部分:

这里偶函数和奇函数的一些定义:

https://www.mathsisfun.com/algebra/functions-odd-even.html

以及这如何应用于正弦和余弦函数:

http://math2.org/math/algebra/functions/sincos/properties.htm

回答您的“什么是正交?” 问题,也许在:http ://www.dsprelated.com/blogimages/RickLyons/Quad%20Signals%20Tutorial-Lyons.pdf 上的讨论会对您有所帮助。