Gabor-Morlet wavelet 변환과 constant-Q 변환의 차이점은 무엇입니까?


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한눈에, Constant-Q 푸리에 변환과 복잡한 Gabor-Morlet 웨이블릿 변환은 동일하게 보입니다. 둘 다 상수 Q 필터, 윈도우 정현파 등을 기반으로 한 시간-주파수 표현입니다. 그러나 내가 놓친 차이가 있습니까?

음악 처리를위한 Constant-Q Transform Toolbox 는 다음과 같이 말합니다.

CQT는 주파수 빈이 기하학적으로 간격을두고 모든 빈의 Q- 요인 (중심 주파수 대 대역폭의 비율)이 동일한 시간-주파수 표현을 나타냅니다.

시간 규모 분석에 따르면 :

즉, Morlet 웨이블릿을 사용하여 신호의 CWT를 계산하는 것은 상수 Q가 중심을 둔 일련의 대역 통과 필터를 통해 신호를 전달하는 것과 같습니다. .에프=5/2π5/2π

답변:


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const-Q-transform과 Gabor-Morlet wavelet-transform은 간단히 연속 웨이블릿 변환입니다. 또는 실제 응용에서는 항상 이산화 문제가 있기 때문에 더 정확하게는 근사치입니다.

웨이블릿 변환의 속성은 상수 Q 팩터 속성 또는 다른 말로 로그 스케일링으로 빌드된다는 것입니다. Gabor와 Morlet은 가장 일반적으로 사용되는 특정 웨이블릿 함수 (가우스 윈도우가있는 복잡한 지수)의 두 이름 일뿐입니다. CQ- 변환은 또 다른 기본 기능 / 웨이블릿을 사용하며 특별한 이름이 붙어 있습니다.


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개발 된 다양한 웨이블릿은 연구에 사용되는 신호의 서로 다른 분해를 제공합니다. 특정 웨이블릿은 특정 방식으로 특정 신호 기능을 나타내도록 선택됩니다. 웨이블릿 계수를 계산할 때 선택한 웨이블릿과 관심있는 신호의 상관 관계를 수행합니다. 따라서 웨이블릿의 모양은 드러나는 신호 특징의 모양을 결정합니다.

일부 웨이블릿 함수는 푸리에 분해 (실제로는 신호의 스펙트로 그램을 생성하는 데 사용되는 단기 푸리에 분해와 일치)와 관련 될 수있는 분해를 제공하도록 "설계되었습니다". Morlet 웨이블릿은 그러한 웨이블릿 함수의 좋은 예입니다. 신호의 불연속 또는 에지를 식별하기 위해 다른 웨이블릿이 "설계"되었습니다. Daubechies wevelet 기능을 사용하는 논문을 보았습니다.

언급 한 각 웨이블릿 기능이 실제로 어떻게 사용되는지 확인하려면 약간의 연구를하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 다양한 웨이블릿이 어떻게 다른지 더 잘 이해할 수 있다고 생각합니다.


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문제는 구체적으로 Morlet 웨이블릿에만 관한 것이며, 그것이 푸리에 분해의 한 유형 인 상수 -Q 변환과 어떻게 관련되는지에 대한 것입니다. 그들 사이에 차이점이 있습니까, 아니면 같은 것을 다시 발명합니까? 저주파수 (좁은 주파수 분해능)에서 장시간의 창을 사용하고 연속적으로 더 짧은 주파수를 사용하여 주파수의 함수로 변하는 측정 시간 창을 활용하는 "FPPO (Fixed-Point per Octave) 알고리즘"도 발견했습니다. 고주파수에서의 시간 창 " rationalacoustics.com/files/FFT_Fundamentals.pdf
endolith

질문에 대한 구체적인 의견을 게시했습니다. 저의 다른 게시물은 웨이블릿 변환이 어떻게 독특하고 다른 웨이블릿 함수를 기반으로 변환을 개발하는 것이 합리적인지 포스터가 이해하도록 장려하기위한 것입니다.
user2718

"그들 사이에 차이가 있습니까, 아니면 같은 것을 다시 발명합니까?" 그들은 달라요. 푸리에 방법의 기초는 부비동 함수를 기반으로하며 시간 스케일 분해능이 없습니다. 푸리에 변환의 윈도우 버전은 웨이블릿으로 수행되는 작업에 접근합니다. Wavelet 변환은 간결하게 지원되는 기본 기능을 기반으로하며 변환은 시간 / 주파수 표현이 아니라 시간 / 스케일 표현입니다. 일부 웨이블릿 함수는 의도적으로 푸리에 방식을 모방하지만 필수 사항은 아닙니다.
user2718

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상수 Q 변환은 웨이블릿 변환이 아닙니다. 상수 Q 변환은 이산 푸리에 변환의 경우와 같이 주파수 빈이 선형 간격 대신 지수 적으로 이격되는 단기 푸리에 변환의 특정 변형입니다.

자세한 내용은 http://en.wikipedia.org/wiki/Constant_Q_transform 을 참조하십시오.

이산 버전의 변환에서는 웨이블릿의 스케일이 기하 급수적으로 변하기 때문에 일부 웨이블릿 변환은 일정한 Q 변환으로 간주됩니다 (이 경우베이스는 2 임). 스탠포드 대학의 다음 논문에 따르면 ( https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/Continuous_Wavelet_Transform.html ) :

모 웨이블릿이 창형 정현파 (예 : Morlet 웨이블릿)로 해석 될 수있는 경우, 웨이블릿 변환은 상수 -Q 푸리에 변환으로 해석 될 수 있습니다. 기본 3 옥타브 필터 뱅크)는 기본 신호가 직교하지 않기 때문에 반전하기 쉽지 않았습니다. 관련 설명은 부록 E를 참조하십시오.


"상수 Q 변환은 웨이블릿 변환이 아닙니다." 어떻게 요?
endolith

이것은 약간의 의미 론적 문제 일 수 있지만 "일정한 Q 변환"은 단기 푸리에 변환에서 개발되었으므로 분석에는 웨이블릿 함수가 사용되지 않습니다. 주파수 빈이 지수 적으로 이격된다는 점에서 웨이블릿 분석과 유사합니다. 웨이블릿 변환은 특히 주파수를 처리하지 않습니다. 웨이블릿 변환은 스케일 만 처리합니다. 스케일과 웨이블릿 기능의 조합은 주파수와 관련이있을 수 있지만 두 가지는 동일하지 않습니다.
user2718

내가 읽은 바에 따르면 Gabor-Morlet 웨이블릿은 최초의 연속 웨이블릿 변환이었으며, 창형 푸리에 변환 인 Gabor 변환에서 파생 되었기 때문에 스케일이 아닌 주파수에 중점을 두었습니다. 시맨틱 차이를 무시하고 CQT와 Morlet WT를 계산하는 방식에 차이가 있습니까?
endolith 2013 년

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윈도우 함수가 동일하고 웨이블릿이 복잡한 지수로 만들어 졌다고 가정하면 수학적으로 동등하지 않습니까?
endolith

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웨이블릿 변환과 동등한 윈도우 푸리에 변환을 정렬 할 수 있다고 생각합니다. 일반적으로 상수 Q 변환을 적용 할 때 윈도우 함수는 웨이블릿에 필요한 허용 조건을 적용하기 위해 선택되지 않으므로 일반적으로 상수 Q 변환은 웨이블릿 변환과 동일하지 않습니다. 웨이블릿의 허용 조건은 분석이 가역적임을 보장합니다 (즉, 변환 결과에서 시간 신호를 재구성 할 수 있음). 이는 일정한 Q 변환에 일반적으로 적용되지 않습니다.
user2718
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