低频中频高频策略比较

 

### 频域特征提取方法 #### 一、频域中的高低频定义及其意义 在信号处理领域,通过快速傅里叶变换(FFT),可以将时域上的数字信号转换成频域表示形式[^1]。在此过程中,不同频率范围内的成分被分离出来: - **低频分量**:代表了信号中变化较为缓慢的部分,在图像处理中通常指代那些亮度或灰度值变动不大的区域,这些部分构成了图像的基础结构或是背景信息[^4]。 - **高频分量**:则反映了信号内部快速波动的信息,对于图片来说意味着边缘、纹理以及其他细节点;值得注意的是,由于大多数类型的随机干扰都表现为高频特性,因此这部分也可能包含了噪声数据[^2]。 至于所谓的“中频”,并没有严格意义上的界定标准,一般是指介于上述两者之间的那一段频率区间内所对应的信号特点。这类信号既不是特别平稳也不是极其突变的,可能涉及到一些局部性的模式或者是特定尺度下的形状特征等。 #### 二、基于频域的特征提取技术 为了有效地从复杂多样的原始输入当中抽取出有意义的表征向量用于后续的任务(比如分类识别),往往需要针对不同的应用场景选取合适的方法来操作各个层次上的频率响应: ##### (一)利用滤波器组实现带宽选择性抽取 构建一组具有不同截止频率特性的线性相位FIR/IIR型滤波器阵列,分别作用于待测对象之上从而获取各自限定范围内经过筛选后的输出序列作为新的观测样本集。这种方法能够灵活调整关注的重点并减少冗余计算开销的同时保持较高的精度水平。 ##### (二)应用离散小波变换(DWT) 相比于传统的STFT方式,DWT可以在多个分辨率级别上提供更加精细的时间—尺度映射关系图谱,有助于捕捉到更深层次的空间分布规律以及瞬态行为表现。尤其适合用来刻画非稳态过程或者存在明显周期性振荡现象的目标实体。 ```python import pywt coeffs = pywt.wavedec(data, 'db4', level=5) # 使用Daubechies wavelet进行五级分解 cA5, cD5, cD4, cD3, cD2, cD1 = coeffs # 获取近似系数和各级细节系数 ``` ##### (三)执行主成分分析(PCA)/独立组件分析(ICA) 当面对高维空间里的多元统计变量集合时,这两种降维手段可以帮助揭示潜在的数据内在关联性和独立源贡献比例情况,进而辅助确定哪些维度携带了最重要的变异信息即所谓的关键属性指标。 ```matlab % MATLAB PCA Example [coeff,score,latent] = pca(meas); biplot(coeff(:,1:2),'Scores',score(:,1:2)); ```
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