小波轉換的研究與實現

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1、小波轉換的研究與實現StudyandRealizationofWaveletTransform林明德、廖武傑、楊士萱國立台北科技大學資訊工程系E・Mail:shyang@csie.ntut.edu.tw摘要：小波為近幾年在工程及應用數學領域極受重視的技術。小波提供了新的時頻分析方式，能夠更正確捕捉影音訊號非一致性的特性，因此已經成為影音編碼、雜訊濾除、與電腦圖學等多媒體應用的基本工具。本計畫在Linux平台上，將各種小波核心實現為軟體元件。開發之軟體也提供使用者自訂小波轉換的重要選項，如浮點運算或定點運算、對稱型態、迴旋或Lifting架構等。關鍵字：小波轉換、時頻分析

2、、濾波器組、自由軟體I.前言小波轉換目前已經廣泛使用於信號處理Light-WeightCMMI即是CMMI的精簡版本，其保留CMMI的整體架構，而將CMMI中較為細節且繁複的步驟省略，讓開發的過程中速度較快但又不失其嚴謹。—:Lena影像的三層小波分解［1］、影像壓縮［2卜［4］、電腦圖學［5］等領域。而轉換的目的在於讓能量集中及去除相鄰點間的相關性，經過分解後影像的能量集中於低頻係數，而影像經過小波轉換後，相鄰點間的相關性，也不像在空間域中那麼的明顯，基於以上兩點特性，我們可以對經過小波轉換後的圖形做更容易及有效的處理o圖一顯示LENA經過三層小波轉換後的結果,分解後

3、整張圖的能量會集中在低頻的係數中,據此可以做更有效的後續處理。CMMI(CapabilityMaturityModelIntegration)是開發軟體的一個模型，在軟體開發的過程中，無論是計畫前期的需求與規劃，中期的設計與實作，或是後期的整合及測試，都有非常嚴謹的規範。II.研究目的小波轉換應用的非常廣泛，目前雖然有許多有關小波轉換的程式碼，包括Ccode或Matlabcode,但並非全屬開放原始碼，且未必都考慮到實作上的諸多細節，若要直接應用仍有一段差距。本計畫將開發常用的小波轉換及其相關技術，作為資訊應用的基本工具。在這次的計畫中，我們希望能將小波轉換製作成一個易

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.提供運算資料型態、維度、正規常數及實作方式的參數選擇功能。3.提供使用者圖形操作介面以達快速執行功能、設定參數和檔案管理。4.使用者圖形操作介面可提供方便的影像瀏覽和相關資訊之顯示。本次的計畫是一個開放原始碼（OpenSource）的計畫，在開發此軟體的過程中，由規劃到實現皆遵循Light-WeightCMMI步驟。利用Light-WeightCMM1開發軟體，會將開發的過程分成需求、設計及測試三個階段，每個階段執行前期，都要先花費一段時間去規劃該階段需要完成的項目及達到的目標，並且會將該步驟所做的規

5、劃及方法用文件去紀錄，而對於文件的格式，Light-WeightCMMI也有很嚴謹的規範，其中包含了文件的格式及各階段的內容，而文件的目的是讓軟體開發成員在開發的過程中可依照其規劃的時程去執行，並且在設計的階段可以依照文件中規範的方法去完成，另一個目的是在於讓未參與開發的人員，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節說明：一、需求規劃在這個階段會分成兩個部份，第一部份是專案執行規劃，主要是將軟體開發的時間做完整的規劃、資源分配（包含了資金與人力的分配）及風險與品質的管理。要在有限的資源（時間、資金及人力）下完成軟體的開發，必須要先對資源做出合理的分

6、配，並設定查核點，以確保開發過程中是否有延誤或是未完成的地方。而過程中可能會遇到的風險，會在風險管理中先列出，一旦出現問題，可以很快的在其中找到解決方案，而為了確定軟體開發完成後會有一定的品質，因此在整各開發過程中都需要套用品質管理。第二部份是設計需求規格，主要是分析客戶、產品及產品原件的需求，也就是將整個系統所提供的功能列出並做簡單的說明，再將各功能細分到各個子系統中，以確定各子系統需要完成的項目。工作編號/名稱1.2.2/系統設計工作內容說明進行系統細部設計。工作產品/格式系統設計規格書草稿/文件與其他工作項目的相依性需求技能與知識DWT知識、物件導向分析設計工作時

7、程0.5月需人力4人月求硬體設備資軟體工具MicrosoftOffice.VisualC++源其他工作排程限制1.2.3*査系統需求分析備註依系統需求規格書設計圖二、人力分配圖三、專案時程表二、設計階段有了完整的需求規劃，在這一個階段就準備進入實作的部份，由於需求規劃只是將需要的功能列出，並沒有說明實現的方法，因此在實作之前，我們需要將功能需求做更詳細的設計。這一個階段所要做的是可行性方案的選擇，對各子系統內的功能作詳細的描述並記錄實作的方法。當上述的工作完成時，邊可以正式進入實作的階段。三、系統測試在軟體開發完成後，最在意的應該是各功能