基于Sierpinski分形上的多分辨分析

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小波是应用数学范畴中较新的发展成果,它综合了许多领域中发展起来的思想,并拥有横跨多个学科的起源,受到许多来自不同背景的科学工作者的青睐.21世纪以来,分形理论在数学、物理、工程和科学实验等方面大放异彩,并取得诸多新颖成果,分形的出现对人类认识论产生重大影响,使得人们学会用辩证的思维方式理解系统局部与整体之间的关系,用这种精准简洁的几何语言刻画自然社会环境中的各种现象.近年来,将小波与分形结合起来探讨问题已成为科学研究的一大热点.D.Dutkay和P.Jorgensen引进了由迭代仿射函数系统产生的分形的扩张和平移所生成的σ有限测度空间上的多分辨分析的概念,但主要研究一维情形,尤其是一维Cantor集及其变形.对于Cantor分形,他们在膨胀分形测度空间R上使用Hutchinson测度H,经过扩张3倍并且整数平移后所构建出多分辨分析L2(R,H).Cantor集的自相似性给出了一个低通滤波器的多项式变体,并利用”间隙填充”和”细节”高通滤波器来构造小波.在Cantor分形的进一步研究中,Dutkay利用多项式低通滤波器构造了螺线管∑3上的概率测度v和模拟傅里叶变换F:L2(R,H)→L2(∑3,v),使得膨胀算子的Fourier变换形式对应于∑3上的移位自同构,L2(R,H)上的平移算子对应于L2(∑3,v)上的乘法算子.本文阐述了有关小波分析的发展历程以及学者对于分形集上小波理论的研究工作,随后根据由迭代仿射函数系统产生的分形的扩张和平移所生成的σ有限测度空间上的多分辨分析的概念,详细讨论了基于Sierpinski垫上的多分辨分析,通过定义酉扩张算子D和酉算子T,运用Hausdorff测度H并结合分形几何中的测度性质证明了基于Sierpinski垫的膨胀分形集Rs上的多分辨分析,之后基于标准正交基与L2(Rs,H)上多分辨率分析的对应关系,利用Hilbert空间同构J和投射K给出基于该多分辨分析上的一个框架.最后构建出L2(Rs,H)上的小波.
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