Характеристики сжатия данного вейвлет-базиса в основном связаны с относительной трудностью представления вейвлет-области для сигнала. Понятие, лежащее в основе сжатия, основано на концепции, что правильный компонент сигнала может быть точно аппроксимирована с помощью следующих элементов: небольшого количества коэффициентов приближения (на подходящем выбранном уровне) и некоторых коэффициентов детализации.
Как и шумоподавление, процедура сжатия содержит три шага:
Разложиться
Выберите вейвлет, выберите N уровня. Вычислите вейвлет разложение сигнала, s на уровне N.
Пороговые коэффициенты детализации
Для каждого уровня от 1 до N выбирается порог и применяется жесткое пороговое значение к коэффициентам детализации.
Восстановить
Вычислите реконструкцию вейвлета с помощью исходных коэффициентов приближения N уровня и измененных коэффициентов детализации уровней от 1 до N.
Различие процедуры шумоподавления обнаружено на этапе 2. Существует два подхода к сжатию. Первый состоит из взятия вейвлет сигнала и сохранения наибольших коэффициентов абсолютного значения. В этом случае можно задать глобальный порог, эффективность сжатия или относительную квадратную норму эффективности восстановления.
Таким образом, необходимо выбрать только один параметр. Второй подход состоит в применении визуально определенных зависящих от уровня порогов.
Давайте рассмотрим два реальных примера сжатия с использованием глобального порога для данного и неоптимизированного выбора вейвлета, чтобы получить почти полное восстановление квадратной нормы для сигнала (см. «Сжатие сигнала») и для изображения (см. «Сжатие изображения»).
% Load electrical signal and select a part. load leleccum; indx = 2600:3100; x = leleccum(indx); % Perform wavelet decomposition of the signal. n = 3; w = 'db3'; [c,l] = wavedec(x,n,w); % Compress using a fixed threshold. thr = 35; keepapp = 1; [xd,cxd,lxd,perf0,perfl2] = ... wdencmp('gbl',c,l,w,n,thr,'h',keepapp);
Сжатие сигнала
Результат вполне удовлетворителен не только из-за критерия восстановления нормы, но и на визуальной точке зрения восприятия. При реконструкции используется только 15% коэффициентов.
% Load original image. load woman; x = X(100:200,100:200); nbc = size(map,1); % Wavelet decomposition of x. n = 5; w = 'sym2'; [c,l] = wavedec2(x,n,w); % Wavelet coefficients thresholding. thr = 20; keepapp = 1; [xd,cxd,lxd,perf0,perfl2] = ... wdencmp('gbl',c,l,w,n,thr,'h',keepapp);
Сжатие изображений
Если представление вейвлета слишком плотно, аналогичные стратегии могут использоваться в среде вейвлет-пакета, чтобы получить более разреженное представление. Затем можно определить лучшее разложение относительно подходящим образом выбранного энтропийоподобного критерия, который соответствует выбранной цели (шумоподавление или сжатие).
При сжатии с использованием ортогональных вейвлетов Сохраненная энергия в процентах определяется как
При сжатии с помощью биортогональных вейвлеты предыдущее определение не удобно. Мы используем вместо этого Энергетический коэффициент в процентах, заданных как
и как параметр настройки Norm cfs recovery, заданный как
Количество нулей в процентах определяется