小波分析法包括兩個基本步驟:小波變換和小波重構。
小波變換:
數學公式為:
$$W(a,b) = \frac{1}{\sqrt{a}}\int_{-\infty}^{\infty} x(t)\psi^*\left(\frac{t-b}{a}\right)dt = \frac{1}{\sqrt{a}}\sum_{n=-\infty}^{\infty} x(n)\psi^*\left(\frac{n-b}{a}\right)$$
其中,$a$和$b$是尺度因子和平移因子,$\psi^*(t)$是小波基函式的共軛複數,$x(t)$是原始信號。
在實際計算中,小波變換可以通過快速小波變換(FWT)算法來實現,其時間複雜度為$O(N\log N)$。
小波重構:
數學公式為:
$$x(t) = \sum_{a,b} W(a,b)\psi\left(\frac{t-b}{a}\right)$$
其中,$\psi(t)$是小波基函式。
在實際計算中,小波重構可以通過逆小波變換來實現,其時間複雜度同樣為$O(N\log N)$。
需要注意的是,小波分析的具體實現公式可能因為選用不同的小波基函式而略有不同,但基本思想是一致的,即通過分解和重構信號的方式來提取和處理信號的特徵。