小波分析简述

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第一篇:小波分析发展历史简述

1910年,Haar提出了L2(R)中第一个小波规范正交基,即Haar正交基。

1936年,Littlewood和Paley对傅立叶级数建立了二进制频率分量分组理论,(即L-P理论:按二进制频率成分分组,其傅立叶变换的相位并不影响函数的大小和形状),这是多尺度分析思想的最早起源。1952年~1962年,Calderon等人将L-P理论推广到高维,建立了奇异积分算子理论。

1965年,Calderon发现了著名的再生公式,给出了抛物型空间上H1的原子分解。

1974年,Coifman实现了对一维空间和高维空间的原子分解。

1976年,Peetre在用L-P理论对Besov空间进行统一描述的同时,给出了Besov空间的一组基。

1981年,Stromberg引入了Sobolev空间Hp的正交基,对Haar正交基进行了改造,证明了小波函数的存在性。

1981年,法国地球物理学家Morlet提出了小波的正式概念。

1985年,法国数学家Meyer提出了连续小波的容许性条件及其重构公式。

1984年~1988年,Meyer、Battle和Lemarie分别给出了具有快速衰减特性的小波基函数:Meyer小波、Battle-Lemarie样条小波。1987年,Mallat将计算机视觉领域中的多尺度分析思想引入到小波分析中,提出了多分辨率分析的概念,统一了在此前的所有具体正交小波的构造,给出了构造正交小波基的一般方法,提出了快速小波变换(即Mallat算法)。

1988年,Daubechies基于多项式方式构造出具有有限支集的光滑正交小波基(即Daubechies基)。Chui和中国学者王建忠基于样条函数构造出单正交小波函数,并提出了具有最优局部化性能的尺度函数和小波函数的一般性构造方法。1988年,Daubechies在美国NSF/CBMS 主办的小波专题研讨会上进行了10次演讲,引起了广大数学家、物理学家、工程师以及企业家的重视,将小波理论发展与实际应用推向了一个高潮。

1991年,Alpert用多项式构造了第一个多小波。Geronimo等利用分形插值函数构造了正交、对称、紧支撑、逼近阶位2的GHM多小波。1992年,Daubechies对这些演讲内容进行了总结和扩展形成了小波领域的经典著作——小波十讲《Ten Lectures on Wavelet》。1992年3月,国际权威杂志《IEEE Transactions on Information Theory》专门出版了“小波分析及其应用”专刊,全面介绍了此前的小波分析理论和应用及其在不同学科领域的发展,从此小波分析开始进入了全面应用阶段。

1992年,Bamberger和Smith提出无冗余且能完全重构的方向滤波器(Directional Filter Banks,DFB,也即2D-DFB),DFB能有效地对二维信号进行方向分解。具有不可分性,把DFB从二维扩展多维,至今没有完美的实现方法。

1992年,Kovacevic和Vetterli提出了双正交小波的概念。

1992年,Cohen、Daubechies和Feauveau构造出具有对称性、紧支撑、消失矩、正则性等性质的双正交小波。

1992年,Coifman和Wickerhauser提出了小波包(Wavelet Packet,WP)分析。

1993年,Goodman等基于r阶多尺度函数及多分辨率分析建立了多小波(Multi-Wavelet)理论框架。

1994年,Geronimo等提出了多小波变换(Multi-Wavelet Transform,MWT),将单尺度小波变换推广到多尺度小波变换。

1995年,Sweldens等提出了一种新的小波构造算法——提升方案(Lifting Scheme)。它标志着第二代小波的开始。

1997年,Meyer和Coifman提出了Brushlet变换,即一种自适应频带分割方法。

1998年,Candès和Donoho提出了连续脊波(Ridgelet)变换。1998年,Donoho提出了正交Ridgelet变换的构造方法。

1999年,美国学者Donoho提出了楔波(Wedgelet)变换。

1999年,美国斯坦福大学的David L. Donoho教授提出了小线(Beamlets)变换。

1999年,Candès提出的单尺度Ridgelet变换实现了含曲线奇异的多变量函数的构造方法。

1999年,Candès和Donoho在Ridgelet变换的基础上提出了连续曲波(Curvelet)变换——第一代Curvelet变换中的Curvelet99。2000年,法国学者Pennec和Mallat提出了第一代Bandelet变换。2000年,Do和Vetterli提出了一种离散Ridgelet变换。

2001年,Cohen和Matei提出了边缘自适应多尺度变换(Edge-Adapted Multiscale Transform)。

2002年,Strack、Candès和Donoho提出了第一代Curvelet变换中的Curvelet02。

2002年,Candès等人提出了第二代Curvelet变换。

2002年,Do和Vetterli提出了Contourlet变换。

2003年,Wakin等提出了Wedgeprint的图像稀疏表示方法。

2005年,Peyre和Mallat提出了第二代Bandelet变换。

2005年,Velisavljevic等基于整数格点理论提出了一种可分离多方向多尺度图像表示方法——Directionlets。

2005年,Candès提出了两种基于第二代Curvelet变换理论的快速离散实现方法

2007年,Yue Lu和M.N. Do提出了多维方向滤波器组(N-dimensional Directional Filter Banks,NDFB)的Surfacelet变换。

2007年,Yue Lu和M.N. Do提出了多维方向滤波器组设计方法——NDFB。采用一种简单、高效的树状结构,能够对任意维的信号进行方向分解。