一维与二维准正交对称小波滤波器组的分析与设计

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研究表明,对于双通道滤波器组来说,不管他们是一维还是两维,除了不连续的Harr小波,没有一个是可以同时具有对称(线性相位)、紧支(FIR)和正交特性的。然而,滤波器的对称性(线性相位)可以保证输入信号所导致的相位延迟不会造成其波形的失真;正交小波滤波器具有保持能量的优点,即具有正交性的线性系统输入和输出的能量相同;FIR滤波器实现不会引起截断误差,所以在实际的信号处理过程中,需要滤波器具有上述三个特性,这必然要求牺牲其中的某个特性。本文提出一种方法,在保证滤波器是对称的FIR滤波器的同时,使得它与正交性的偏差可以小于任意给定的ε。其基本思路是:对于一个给定的对称滤波器,在混叠频率处放置多个零点,使其与正交滤波器之间的偏差最小,从而获得准正交滤波器组。由于放置了多个零点,那么从最小化滤波器中可以产生一个尺度函数,从而可以构造可准确重建的半正交小波滤波器组。对于这个半正交滤波器组,其小波函数在不同尺度进行的整数倍平移是完全正交的,而在同一尺度上不同整数倍平移是准正交的。半正交滤波器组非常接近准正交滤波器组,而且它能够通过相应的准正交滤波器组实现,准正交滤波器组中的每一个滤波器都是相应的半正交滤波器组的一个很好的近似实现。
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