说起小波变换就需要提起傅里叶变换。傅里叶变换就是把波进行分解,可以认为任意一个周期波都可以有足够多的正弦(余弦)波组成,这里足够多的正弦波对应的频率不同,把这些足够的正弦波放在频域中,就是傅里叶变换,详细傅里叶变换可以参见这里,如图1。
详细的小波变换可以参考这里,简单说来就是用一系列集中的、能量有限的波代替正弦波。而Haar小波变换就是利用haar滤波器进行计算。
一维Haar 变换计算如下:
设原始一维数据 , Haar低通滤波 [1, 1] , Haar高通滤波[-1, 1],
则Haar小波变换为:, 当需要进行下2采样时计算其均值(也有保留偶数序列),直接取
再次进行小波变换:, 下2采样为 c1 。将 称为细节系数。因此通过Haar 变换,一幅分辨率为4的数据就可以由分辨率为1,以及3个细节系数表示。同样由降采样的数据和细节系数可以恢复出原始数据。从上面计算过程可以看出:矢量a 与低通滤波器卷积得到近似,与高通滤波器卷积得到细节
二维图像Haar变换:
对于二维图像Haar变换不再从一个方向进行滤波,而是从水平和竖直两个方向进行低通和高通滤波(水平和竖直先后不影响),用图像表述如图2所示:图2中a表示原图,图b表示经过一级小波变换的结果,h1 表示水平反向的细节,v1 表示竖直方向的细节,c1表示对角线方向的细节,b表示下2采样的图像。图c中表示继续进行Haar小波变换。一级Haar小波变换实际效果如图3所示