O que é uma transformação de Kravchuk e como ela está relacionada às transformadas de Fourier?


7

Foi aqui afirmado que a chamada transformação de Kravchuk é muito importante no campo do processamento de imagens e possivelmente no processamento de sinais em geral.

Não consigo encontrar nenhuma descrição sobre isso (por exemplo, não mencionado na Wikipedia, etc.).

Parece ser mencionado neste artigo , por exemplo.

Respostas:


8

As transliterações de nomes ucranianos têm diferentes avatares em inglês (e em outros idiomas também). É possível encontrar polinômios de Kravchuk e outros documentos, como polinômios On Krawtchouk ou polinômios Krawtchouk e matrizes Krawtchouk . Você também pode encontrar polinômios ortogonais de Kravchuk .

Como eles formam uma base ortogonal de polinômios (assim como muitos outros, listados no polpak : Bernoulli, Bernstein, Tchebychev, Hermite, Laguerre, Legendre, Zernike), eles são candidatos a uma transformação. Momentos derivados são usados ​​no processamento de imagens, e o artigo a seguir parece ter um público amplo:

Um novo conjunto de momentos ortogonais baseado nos polinômios clássicos discretos de Krawtchouk é introduzido. Os polinômios de Krawtchouk são dimensionados para garantir a estabilidade numérica, criando assim um conjunto de polinômios de Krawtchouk ponderados. O conjunto de momentos Krawtchouk propostos é então derivado dos polinômios ponderados de Krawtchouk. A ortogonalidade dos momentos propostos garante redundância mínima de informações. Nenhuma aproximação numérica está envolvida na derivação dos momentos, uma vez que os polinômios de Krawtchouk ponderados são discretos. Essas propriedades tornam os momentos de Krawtchouk bem adequados como recursos de padrão na análise de imagens bidimensionais. É mostrado que os momentos de Krawtchouk podem ser empregados para extrair recursos locais de uma imagem, diferentemente de outros momentos ortogonais, que geralmente capturam os recursos globais. Os aspectos computacionais dos momentos usando as propriedades recursiva e de simetria são discutidos. O arcabouço teórico é validado por um experimento de reconstrução de imagens usando momentos de Krawtchouk e os resultados são comparados aos dos momentos de Zernike, pseudo-Zernike, Legendre e Tchebyscheff. Invariantes de momento Krawtchouk são construídos usando uma combinação linear de invariantes de momento geométrico; um experimento de reconhecimento de objetos mostra que os invariantes de momento de Krawtchouk apresentam desempenho significativamente melhor que os invariantes de momento de Hu em condições sem ruído e ruidosas. Momentos de Legendre e Tchebyscheff. Invariantes de momento Krawtchouk são construídos usando uma combinação linear de invariantes de momento geométrico; um experimento de reconhecimento de objetos mostra que os invariantes de momento de Krawtchouk apresentam desempenho significativamente melhor que os invariantes de momento de Hu em condições sem ruído e ruidosas. Momentos de Legendre e Tchebyscheff. Invariantes de momento Krawtchouk são construídos usando uma combinação linear de invariantes de momento geométrico; um experimento de reconhecimento de objetos mostra que os invariantes de momento de Krawtchouk apresentam desempenho significativamente melhor que os invariantes de momento de Hu em condições sem ruído e ruidosas.

Mais tarde, você pode ler:

Este artigo mostra como os momentos de Hahn fornecem uma compreensão unificada dos recém-introduzidos momentos de Chebyshev e Krawtchouk. Os dois últimos momentos podem ser obtidos como casos particulares de momentos de Hahn com as configurações de parâmetros apropriadas e esse fato implica que os momentos de Hahn abrangem todas as suas propriedades. O objetivo deste artigo é duplo: (1) Mostrar como os momentos de Hahn, como uma generalização dos momentos de Chebyshev e Krawtchouk, podem ser usados ​​para a extração de recursos locais e globais e (2) mostrar como os momentos de Hahn podem ser incorporados à estrutura. de convolução normalizada para analisar estruturas locais de sinais amostrados irregularmente.

Na transformação Discreta de Fourier da Wikipedia , encontramos:

A escolha de vetores próprios da matriz DFT tornou-se importante nos últimos anos, a fim de definir um análogo discreto da transformada fracionária de Fourier - a matriz DFT pode ser levada a potências fracionárias exponenciando os valores próprios (por exemplo, Rubio e Santhanam, 2005). Para a transformação contínua de Fourier, as autofunções ortogonais naturais são as funções Hermite, de modo que vários análogos discretos foram empregados como autovetores da DFT, como os polinômios de Kravchuk (Atakishiyev e Wolf, 1997). A "melhor" escolha de autovetores para definir uma transformada de Fourier fracionária e discreta continua sendo uma questão em aberto.


Podemos dizer que "a transformação de Kravchouk" geralmente é uma "transformação fracionária de Fourier"?
Machupicchu

Existem ambiguidades sobre o que as pessoas chamam de "frações de transformadas de Fourier", e eu não sou um praticante da Fractional Fourier-Kravchuk transformar , mas duvido há uma correspondência one-to-one
Laurent Duval

11
Ah ok. Parece estranho que eles citam esse Kravchouk obscuro em phys.org/news/2019-07-quantum-technology.html, pois ele não parece ser conhecido por muitas pessoas do DSP?
Machupicchu

11
Ah ok. Então você diria que é "exagerado" como importante?
Machupicchu

11
Essa é outra área em que é importante manter a distinção e a relação entre o caso discreto e o contínuo. Eu gosto de usar polinômios de Legendre. Tendo a pensar nelas como "a série ortogonal de Taylor", no entanto, a versão discreta não é ortogonal. Você precisa aplicar algo como Gram-Schmidt (GS) para corrigir isso para uso discreto. Então, manter o mesmo N se torna importante.
Cedron Dawg
Ao utilizar nosso site, você reconhece que leu e compreendeu nossa Política de Cookies e nossa Política de Privacidade.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.