(1)尺度函数与两尺度序列
V0称为参考子空间。多分辨率分析的性质(5)指出,若V0中存在一个尺度函数φ(t)可用标准正交基表示成式(6-66)的形式,即
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则尺度函数φ(t)的构造由{hk;k∈Z}决定,例如,①有限长的两尺度序列对应的尺度函数一定是紧支集的函数,②最短的两尺度序列对应的尺度函数的支集区间一定是最短的。
两尺度序列{hk;k∈Z}是尺度函数φ(t)在V-1空间的正交投影,即
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对式(6-66)所表示的两尺度关系式左右两边求傅氏变换
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H(ω)见式(6-71),得
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这是两尺度关系式的频域表示。式(6-66)和式(6-77)的求和在L2(R)上都收敛。H(ω)是L2([0,2π])中周期为2π的函数。式(6-78)几乎逐点处处成立,用符号“(a.e.)”(all most everywhere)注明。
(2)成为标准正交基的充分必要条件
式(6-71)定义的H(ω)是hk的傅氏变换用 归一化的结果,其目的是为了简化两尺度关系的频域表示式(6-78)。H(ω)决定着尺度函数的结构,因而十分重要。可以证明φ0,k(t)成为V0的标准正交基的充分必要条件是:
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(3)尺度函数与两尺度序列的性质
假设有下列条件成立
1)φ(t)∈L1(R)(绝对可积)
2) ,(a.e.)
3){hk}∈l1,(离散绝对可和的)
由(一)得Φ(ω)是连续函数,由(二)得Φ(0)=1,Φ(2kπ)=0,(0≠k∈Z),那么两尺度序列{hk;k∈Z}具有以下性质
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并且有
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为使上式成立,要求无限积分∏H(ω/2k)收敛。此外,还可以导出(G(ω)见式(6-71))
H(0)=1,H(π)=0
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综合以上分析,我们可以归纳出:为了使φj,k(t)=2-jφ(2-jt-k),j,k∈Z构成Vj子空间的正交基,生成元φ(t)(尺度函数)应该具有下列基本性质:
1)尺度函数的容许条件: 。
2)能量归一化条件:‖φ(t)‖2=1。
3)尺度函数φ(t)具有正交性,即<φ(t-k),φ(t-l)>=δk,l,∀k,l∈Z。
4)尺度函数φ(t)与基小波函数ψ(t)正交,即<φ(t),ψ(t)>=0。
5)两相邻不同尺度的尺度函数φ(t)与φ(2t)相关,即满足双尺度方程(6-66)。
6)母小波函数ψ(t)和φ(2t)相关,即满足小波函数的双尺度方程(6-95)。
将尺度函数的容许条件与小波的容许条件作一对比知:尺度函数的傅氏变换Φ(ω)具有低通滤波特性(相当于低通滤波器,因为 ,而小波函数的傅氏变换Ψ(ω)则具有高通滤波特性(Ψ(0)=0。或更确切地说,相当于带通滤波器)。
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