小波轉(zhuǎn)換的研究與實(shí)現(xiàn)

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1、小波轉(zhuǎn)換的研究與實(shí)現(xiàn)StudyandRealizationofWaveletTransform林明德、廖武傑、楊士萱國立臺(tái)北科技大學(xué)資訊工程系E?Mail:shyang@csie.ntut.edu.tw摘要：小波為近幾年在工程及應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域極受重視的技術(shù)。小波提供了新的時(shí)頻分析方式，能夠更正確捕捉影音訊號(hào)非一致性的特性，因此已經(jīng)成為影音編碼、雜訊濾除、與電腦圖學(xué)等多媒體應(yīng)用的基本工具。本計(jì)畫在Linux平臺(tái)上，將各種小波核心實(shí)現(xiàn)為軟體元件。開發(fā)之軟體也提供使用者自訂小波轉(zhuǎn)換的重要選項(xiàng)，如浮點(diǎn)運(yùn)算或定點(diǎn)運(yùn)算、對(duì)稱型態(tài)、迴旋或Lifting架構(gòu)等。關(guān)鍵字：小波轉(zhuǎn)換、時(shí)頻分析

2、、濾波器組、自由軟體I.前言小波轉(zhuǎn)換目前已經(jīng)廣泛使用於信號(hào)處理Light-WeightCMMI即是CMMI的精簡版本，其保留CMMI的整體架構(gòu)，而將CMMI中較為細(xì)節(jié)且繁複的步驟省略，讓開發(fā)的過程中速度較快但又不失其嚴(yán)謹(jǐn)?！?Lena影像的三層小波分解［1］、影像壓縮［2卜［4］、電腦圖學(xué)［5］等領(lǐng)域。而轉(zhuǎn)換的目的在於讓能量集中及去除相鄰點(diǎn)間的相關(guān)性，經(jīng)過分解後影像的能量集中於低頻係數(shù)，而影像經(jīng)過小波轉(zhuǎn)換後，相鄰點(diǎn)間的相關(guān)性，也不像在空間域中那麼的明顯，基於以上兩點(diǎn)特性，我們可以對(duì)經(jīng)過小波轉(zhuǎn)換後的圖形做更容易及有效的處理o圖一顯示LENA經(jīng)過三層小波轉(zhuǎn)換後的結(jié)果,分解後

3、整張圖的能量會(huì)集中在低頻的係數(shù)中,據(jù)此可以做更有效的後續(xù)處理。CMMI(CapabilityMaturityModelIntegration)是開發(fā)軟體的一個(gè)模型，在軟體開發(fā)的過程中，無論是計(jì)畫前期的需求與規(guī)劃，中期的設(shè)計(jì)與實(shí)作，或是後期的整合及測試，都有非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)範(fàn)。II.研究目的小波轉(zhuǎn)換應(yīng)用的非常廣泛，目前雖然有許多有關(guān)小波轉(zhuǎn)換的程式碼，包括Ccode或Matlabcode,但並非全屬開放原始碼，且未必都考慮到實(shí)作上的諸多細(xì)節(jié)，若要直接應(yīng)用仍有一段差距。本計(jì)畫將開發(fā)常用的小波轉(zhuǎn)換及其相關(guān)技術(shù)，作為資訊應(yīng)用的基本工具。在這次的計(jì)畫中，我們希望能將小波轉(zhuǎn)換製作成一個(gè)易

4、於使用的工具程式，程式的功能主要如下：1?提供可使用不同濾波器組。2.提供運(yùn)算資料型態(tài)、維度、正規(guī)常數(shù)及實(shí)作方式的參數(shù)選擇功能。3.提供使用者圖形操作介面以達(dá)快速執(zhí)行功能、設(shè)定參數(shù)和檔案管理。4.使用者圖形操作介面可提供方便的影像瀏覽和相關(guān)資訊之顯示。本次的計(jì)畫是一個(gè)開放原始碼（OpenSource）的計(jì)畫，在開發(fā)此軟體的過程中，由規(guī)劃到實(shí)現(xiàn)皆遵循Light-WeightCMMI步驟。利用Light-WeightCMM1開發(fā)軟體，會(huì)將開發(fā)的過程分成需求、設(shè)計(jì)及測試三個(gè)階段，每個(gè)階段執(zhí)行前期，都要先花費(fèi)一段時(shí)間去規(guī)劃該階段需要完成的項(xiàng)目及達(dá)到的目標(biāo)，並且會(huì)將該步驟所做的規(guī)

5、劃及方法用文件去紀(jì)錄，而對(duì)於文件的格式，Light-WeightCMMI也有很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)範(fàn)，其中包含了文件的格式及各階段的內(nèi)容，而文件的目的是讓軟體開發(fā)成員在開發(fā)的過程中可依照其規(guī)劃的時(shí)程去執(zhí)行，並且在設(shè)計(jì)的階段可以依照文件中規(guī)範(fàn)的方法去完成，另一個(gè)目的是在於讓未參與開發(fā)的人員，可以透過文件去了解本軟體的功能及製作方式。以下即是各階段的細(xì)節(jié)說明：一、需求規(guī)劃在這個(gè)階段會(huì)分成兩個(gè)部份，第一部份是專案執(zhí)行規(guī)劃，主要是將軟體開發(fā)的時(shí)間做完整的規(guī)劃、資源分配（包含了資金與人力的分配）及風(fēng)險(xiǎn)與品質(zhì)的管理。要在有限的資源（時(shí)間、資金及人力）下完成軟體的開發(fā)，必須要先對(duì)資源做出合理的分

6、配，並設(shè)定查核點(diǎn)，以確保開發(fā)過程中是否有延誤或是未完成的地方。而過程中可能會(huì)遇到的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)在風(fēng)險(xiǎn)管理中先列出，一旦出現(xiàn)問題，可以很快的在其中找到解決方案，而為了確定軟體開發(fā)完成後會(huì)有一定的品質(zhì)，因此在整各開發(fā)過程中都需要套用品質(zhì)管理。第二部份是設(shè)計(jì)需求規(guī)格，主要是分析客戶、產(chǎn)品及產(chǎn)品原件的需求，也就是將整個(gè)系統(tǒng)所提供的功能列出並做簡單的說明，再將各功能細(xì)分到各個(gè)子系統(tǒng)中，以確定各子系統(tǒng)需要完成的項(xiàng)目。工作編號(hào)/名稱1.2.2/系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容說明進(jìn)行系統(tǒng)細(xì)部設(shè)計(jì)。工作產(chǎn)品/格式系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格書草稿/文件與其他工作項(xiàng)目的相依性需求技能與知識(shí)DWT知識(shí)、物件導(dǎo)向分析設(shè)計(jì)工作時(shí)

7、程0.5月需人力4人月求硬體設(shè)備資軟體工具M(jìn)icrosoftOffice.VisualC++源其他工作排程限制1.2.3*査系統(tǒng)需求分析備註依系統(tǒng)需求規(guī)格書設(shè)計(jì)圖二、人力分配圖三、專案時(shí)程表二、設(shè)計(jì)階段有了完整的需求規(guī)劃，在這一個(gè)階段就準(zhǔn)備進(jìn)入實(shí)作的部份，由於需求規(guī)劃只是將需要的功能列出，並沒有說明實(shí)現(xiàn)的方法，因此在實(shí)作之前，我們需要將功能需求做更詳細(xì)的設(shè)計(jì)。這一個(gè)階段所要做的是可行性方案的選擇，對(duì)各子系統(tǒng)內(nèi)的功能作詳細(xì)的描述並記錄實(shí)作的方法。當(dāng)上述的工作完成時(shí)，邊可以正式進(jìn)入實(shí)作的階段。三、系統(tǒng)測試在軟體開發(fā)完成後，最在意的應(yīng)該是各功能