Gabor-Morlet dalgacık dönüşümü ile sabit Q dönüşümü arasındaki fark nedir?


11

Bir bakışta, sabit Q fourier dönüşümü ve karmaşık Gabor-Morlet dalgacık dönüşümü aynı görünüyor. Her ikisi de sabit Q filtrelerine, pencereli sinüzoidlere, vb. Dayalı zaman-frekans gösterimleridir. Ama belki de eksik olduğum bir fark var mı?

Müzik İşleme için Constant-Q Dönüştürme Araç Kutusu diyor:

CQT, frekans kutularının geometrik olarak aralıklı olduğu ve tüm kutuların Q faktörlerinin (merkez frekansların bant genişliklerine oranları) eşit olduğu bir zaman-frekans gösterimidir.

Zaman ölçeği analizi şunları söylüyor:

Bu merkezli bant geçiş filtreleri, bir dizi sinyal geçen aynıdır dalgacık Morlet kullanılarak bir sinyalin CWT işlem, bir f=5/2πbir arasında sabit Q5/2π.

Yanıtlar:


6

Sadece const-Q-dönüşümü ve Gabor-Morlet dalgacık-dönüşümü sadece sürekli dalgacık dönüşümüdür. Ya da, daha doğrusu, gerçek uygulamalarda her zaman takdir yetkisi sorunları olacağından, bunların tahminleri.

Dalgacık dönüşümlerinin bir özelliği, sabit Q faktörü özelliğinde veya başka bir deyişle logaritmik ölçeklendirmede oluşturulmuş olmalarıdır. Gabor ve Morlet, en yaygın olarak kullanılan belirli bir dalgacık işlevinin (bir gauss pencereli karmaşık üstel) sadece iki adıdır. CQ-dönüşümü sadece başka bir temel fonksiyon / dalgacık kullanır ve muhtemelen bazı tarihsel nedenlerle bağlantılı özel bir isme sahiptir.


1

Geliştirilen çeşitli dalgacıkların, incelemek için kullandıkları sinyallerin farklı dekompozisyonlarını sunduğunu belirtmek önemlidir. Spesifik dalgacıklar, belirli sinyal özelliklerini belirli bir şekilde ortaya çıkarmak için seçilir. Dalgacık katsayılarını hesaplarken, seçilen dalgacıkla ilgilenilen sinyal arasında bir korelasyon gerçekleştirirsiniz; böylece dalgacığın şekli ortaya çıkan sinyal özelliklerinin şeklini belirler.

Bazı dalgacık fonksiyonları, Fourier ayrışmalarıyla bağlantılı olabilecek ayrışmalar sağlamak için "tasarlanmıştır" (aslında daha çok sinyallerin spektrogramlarını üretmek için kullanılan kısa süreli Fourier ayrışmaları ile uyumludur). Morlet dalgacı böyle bir dalgacık fonksiyonunun iyi bir örneğidir. Diğer dalgacıklar sinyallerin süreksizliklerini veya kenarlarını tanımlamak için "tasarlandı". Bunun için Daubechies wevelet işlevlerini kullanan makaleler görüyorum.

Bahsettiğiniz dalgacık işlevlerinin her birinin pratikte nasıl kullanıldığını görmek için biraz araştırma yapmak yararlı olabilir. Sanırım bu size çeşitli dalgacıkların nasıl farklılaştığını daha iyi anlayacaktır.


1
Soru, özellikle sadece Morlet dalgacı ve bunun bir tür Fourier ayrışımı olan sabit Q dönüşümü ile nasıl ilişkili olduğu ile ilgilidir. Aralarında herhangi bir fark var mı, yoksa aynı şeyin yeniden icadı mı? Ayrıca düşük frekanslarda (dar frekans çözünürlüğü için) uzun bir süre penceresi ve ardışık olarak daha kısa bir frekans fonksiyonu olarak değişen bir ölçüm zaman penceresi kullanan "Oktav Başına Sabit Nokta (FPPO) algoritması" buldum yüksek frekanslarda zaman aralığı " rationalacoustics.com/files/FFT_Fundamentals.pdf
endolith

Soru ile ilgili özel bir yorum gönderdim. Diğer görevim posteri, dalgacık dönüşümlerinin nasıl benzersiz olduğunu ve farklı dalgacık işlevlerine dayalı dönüşümler geliştirmenin neden mantıklı olduğunu anlamaya teşvik etmekti.
user2718

"Aralarında bir fark var mı, yoksa aynı şeyin yeniden icadı mı?" Onlar farklı. Fourier yöntemlerinin temeli sinüs fonksiyonlarına dayanır ve zaman ölçeği çözünürlüğü yoktur. Fourier dönüşümünün pencereli versiyonları dalgacıklarla yapılanlara yaklaşır. Dalgacık dönüşümleri, kompakt olarak desteklenen temel işlevler üzerine kurulur ve dönüşüm, zaman / frekans gösterimi yerine bir zaman / ölçek temsilidir. Bazı dalgacık işlevleri Fourier yöntemlerini tasarım gereği taklit eder, ancak bu bir zorunluluk değildir.
user2718

1

Sabit Q dönüşümü bir dalgacık dönüşümü değildir. Sabit Q dönüşümü, frekans bölmelerinin ayrık Fourier dönüşümünde olduğu gibi doğrusal olarak aralıklı yerine katlanarak aralıklı olduğu kısa süreli Fourier dönüşümünde özel bir varyasyondur.

Ayrıntılar için bkz . Http://en.wikipedia.org/wiki/Constant_Q_transform .

Bazı dalgacık dönüşümleri de sabit Q dönüşümleri olarak kabul edilir, çünkü dönüşümlerin ayrı versiyonlarında dalgacın ölçeği katlanarak değişir (bu durumda baz 2'dir). Stanford üniversitesinden aşağıdaki makaleye göre ( https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/Continuous_Wavelet_Transform.html ):

Ana dalgacık pencereli bir sinüsoid (Morlet dalgacık gibi) olarak yorumlanabilirse, dalgacık dönüşümü sabit bir Q Fourier dönüşümü olarak yorumlanabilir. klasik bir üçüncü oktav filtre bankası) tersine çevirmek kolay değildi, çünkü temel sinyaller dikey değildi. İlgili tartışma için Ek E'ye bakınız.


"Sabit Q dönüşümü bir dalgacık dönüşümü değil." Nasıl yani?
endolith

Bu muhtemelen bir anlambilim problemidir, ancak kısa süreli Fourier dönüşümünden geliştirilen "sabit Q dönüşümü", dolayısıyla analizde dalgacık fonksiyonu kullanılmaz. Frekans kutularının katlanarak aralıklı olması dalgacık analizine benzer. Dalgacık dönüşümleri özellikle frekansla ilgilenmez. Dalgacık dönüşümleri sadece ölçekle ilgilenir. Ölçek ve dalgacık fonksiyonunun kombinasyonu frekansla ilişkili olabilir, ancak iki şey aynı değildir.
user2718 15:13

Okuduğum kadarıyla, Gabor-Morlet dalgacı ilk sürekli dalgacık dönüşümüdür ve pencereli Fourier dönüşümü olan Gabor dönüşümünden türetildiği için ölçek değil frekansa odaklanmıştır. Anlamsal farklılıkları göz ardı ederek, CQT ve Morlet WT'nin hesaplanma biçiminde bir fark var mı?
endolit

1
Pencere işlevinin aynı olduğunu ve dalgacığın karmaşık bir üstel yapıldığını varsayarak, matematiksel olarak eşdeğer değiller mi?
endolit

1
Sanırım dalgacık dönüşümüne eşdeğer pencereli bir Fourier dönüşümü ayarlayabilirsin. Tipik olarak sabit Q dönüşümünün uygulanmasında, pencere fonksiyonu dalgacıkların gerekli kabul edilebilirlik koşullarını uygulamak için seçilmez, bu nedenle genel olarak sabit Q dönüşümü bir dalgacık dönüşümü ile aynı değildir. Dalgacıklar için kabul edilebilirlik koşulları, analizin tersine çevrilebilir olmasını sağlar (yani zaman sinyalinizi dönüşüm sonuçlarından yeniden yapılandırabilirsiniz), bu da sabit Q dönüşümü için genel olarak doğru değildir.
user2718
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.