Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1
Введем обозначение: для любой функции . Положим .
Предложение. Если выполнено условие ортогональности, то при фиксированном функции образуют ортонормированную систему.
Доказательство. Имеем
при . Нормированность проверяется очевидным образом с помощью замены переменных.
Обозначим через линейное пространство, порожденное функциями . Потребуем, чтобы имело место включение . Это весьма жесткое ограничение. Оно выполнено, например, для . Для произвольной функции положим
(1)
- проекция функции на пространство . Коэффициенты разложения это и есть дискретные wavelet преобразования. Чем больше индекс пространства, тем более точное приближение исходной функции с помощью получаем. Эта процедура и называется детализацией. Наложим на еще одно дополнительное условие: потребуем, чтобы . Последнее означает, что каждую функцию из можно приблизить с произвольной точностью подходящей функцией из . Заметим, что это выполнено для функции , поскольку каждую функцию из можно приблизить ступенчатой функцией. Как следствие получим, что это верно и для произвольной функции с носителем на интервале , с помощью которой можно приблизить функцию . Положим , где второе слагаемое есть ортогональное дополнение к первому. Теперь - прямая сумма попарно ортогональных пространств. Для так получается базис Хаара, о котором будет рассказано позже.
Вычисление коэффициентов разложения является трудоемкой задачей. Покажем, каким образом она может быть упрощена с помощью фильтра специального вида. В силу сделанного предположения , поэтому имеем место разложение . Рассмотрим скалярное произведение
=
. Коэффициенты в (1) можно найти следующим образом. Положим . Тогда = (2)
Формула (2) представляет собой свертку последовательностей. Она позволяет найти коэффициенты разложение для меньших значений индексов , если известны коэффициенты разложения для больших значений. Ее можно рассматривать как применение фильтра специального вида с функцией отклика к источнику, которым являются коэффициенты разложения по большему индексу.