现代信号处理ch4-8
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33及 ∑+==NL n nx x d 122),(α(1.7.8)此即信号正交分解的最小平方近似性质。
我们在有限项傅立叶级数的近似中曾经遇到过[19]。
现推导(1.7.7)及(1.7.8)两式。
将(1.7.6)式展开,有∑∑∑∑+-==jj Li i i nnn n x n x x x d 2122))()()((2|)(|),(βϕβ (1.7.9)将上式对k β求偏导,并使之为零,则有02)()(2),(2=+-=∑∂∂k n k x x d n n x kβϕβ及k nk k n n x αββ==∑)()(将此结果代入(1.7.9)式,即得(1.7.8)式。
若空间X 由向量N ϕϕϕ,......,,21张成,即},......,,{21N span X ϕϕϕ=,并有},......,,{211L span X ϕϕϕ=及},......,,{212N L L span X ϕϕϕ++=,我们称1X 和2X 是X 的子空间。
如果:1.021=X X ,即1X 和2X 没有交集;2.21X X X =,即X 是1X 和2X 的并集;这时,我们称X 是1X 和2X 的直和,记作:21X X X ⊕=(1.7.10)这些概念我们将在小波变换中用到。
性质5:将原始信号x 经正交变换后得到一组离散系数N ααα,......,,21。
这一组系数具有减少x 中各分量的相关性及将x 的能量集中于少数系数上的功能。
相关性去除的程度及能量集中的程度取决于所选择的基函数}{n ϕ的性质。
这一性质是信号与图像压缩编码的理论基础。
有关这一点,我们在本节还要继续讨论。
作为正交变换的最后一个性质,由于其重要性,我们现用定理的方式给出:定理 1.2:)(t ϕ是一个原型函数,其傅立叶变换为)(ΩΦ,若)}({k t -ϕ,Z k ∈是一组正交基,则34∑=+ΩΦkk 1|)2(|2π(1.7.11)若)(1k t -ϕ,)(2k t -ϕ是两组正交基,即0)(),(2211>=--<k t k t ϕϕ 21,k k ∀则0)2()2(*21=+Φ+Φ∑kk k πωπω(1.7.12)证明[13,21,8]:因为}),({Z k k t ∈-ϕ是一正交基,设x 是它构成空间中的一个元素,则x 可表示为)(k t -ϕ的线性组合,即∑-=kk k t a x )(ϕ(1.7.13)由性质3,有∑=kkax 22||||||,对(1.7.13)式两边作傅立叶变换,有∑∑⎰Ω-Ω-ΩΦ=-=Ωkjk k ktj k e a j dt ek t a j X )()()(ϕ(1.7.14)注意,该式是傅立叶变换(FT )和离散时间傅立叶变换(DTFT )的混合表达式。