Lý thuyết và ứng dụng của Wavelet đã có những bước tiến đáng kể trong vòng hai thập kỷ qua. Biển đổi Wavelet đã trở thành một công cụ để giải quyết các vấn đề trong nhiều lĩnh vực như xử lý số tín hiệu, hình ảnh máy tính, nén dữ liệu, nhận dạng, xử lý ảnh, đồ hoạ, ảnh y tế, phân tách màng tế bào, ADN và cả trong kỹ thuật quân sự.
Ý tưởng cơ bản của biến đổi Wavelet là phân tích tín hiệu thành tổng các tín hiệu đồng dạng có tỷ lệ và thời gian trễ khác nhau. Tín hiệu Wavelet là các hàm toàn học chia tin hiệu thành các thành phần tần số khác nhau và nghiên cứu từng thành phần với một độ phân giải phù hợp với tỷ lệ của nó. Khi phân tích các tín hiệu trong trạng thái vật lý thực. Wavelet có ưu thế hơn với biến đổi Fourier truyền thống vì nó mô tả được các yếu tố thời gian và biển độ của các đột biến và giản đoạn của tín hiệu. Biển đổi Wavelet cũng mở ra cho các nhà kỹ thuật một phương pháp nghiên cứu tín hiệu mới, không chỉ dựa trên các hàm sả và cosin mà còn có thể dùng các hàm khác giúp làm rõ từng loại tín hiệu đặc thù. Chính vì thế, cũng với sự kết hợp các kết quả nghiên cứu của các ngành học như toán, vật lý, điện tử, địa chất... chi trong vòng 20 năm phát triển, Wavelet đã có nhiều ứng dụng quan trọng.
Vì các ứng dụng của Wavelet còn tiếp tục phát triển, nên các công cụ nghiên cứu và triển khai ứng dụng cần có tính mở và đa năng. Trước các yêu cầu đó, phần mềm MATLAB với Wavelet Toolbox là một giải pháp hữu hiệu để tiếp cận với các phương pháp biến đổi và ứng dụng Wavelets. Hộp công cụ được thiết kế dùng trong môi trường dòng lệnh hoặc với giao diện đồ hoạ đa năng. Với mỗi lĩnh vực, hộp công cụ Wavelet MATLAB cung cấp các phương pháp khác nhau phù hợp với kinh nghiệm của người sử dụng.
Cuốn sách này được chia thành 8 chương.
Chương 1 mô tả các khái niệm cơ bản về Wavelet
Chương 2 hướng dẫn sử dụng các tính năng của biến đổi Wavelet, biển đổi Wavelet liên tục, biến đổi rời rạc. Wavelet một chiều và hai chiều, các vấn đề mở rộng đường biển.
Chương 3 là tập hợp các ứng dụng của Wavelet, cho phép người dùng thực hành các hiệu biết đã có ở chương 2 để giải quyết một số vấn đề trong kỹ thuật, bao gồm lọc nhiễu và xử lý ảnh.
Chương 4 trình bày chi tiết các ví dụ thực tế. Trong đó mô và đặc tính phân tích các tín hiệu gẫy đoạn và đột biến, các phép tính thống kê.
Chương 5 là các cách thức sử dụng tính năng biến đổi Wavelet gói.
Chương 6 là các khái niệm nâng cao, đặc biệt là mô tả hình ảnh lớp các tín hiệu Wavelet.
Chương 7 cung cấp một phương thức mở rộng các kiến thức của độc giả về Wavelet. tạo các m file và định nghĩa hàm Wavelet mới.
Chương 8 là tập hợp các hàm đã được thiết kế. Toàn bộ cuốn sách là các ví dụ trực quan và thực tế giúp cho người đọc có khả năng hiểu rõ được mọi vấn đề cơ bản của Wavelet hiện nay và đặc biệt là cung cấp các ý tưởng để ứng dụng Wavelet trong thực tế.
Thiết nghĩ, việc sử dụng máy tính để giải quyết các vấn đề kỹ thuật là một kỹ năng cần thiết của kỹ sư và sinh viên hiện nay. Thông qua MATLAB. hy vọng rằng độc giả sẽ tự minh nắm bắt được một công cụ mới trong xử lý số tín hiệu-biến đổi Wavelet. Cuốn sách tập trung chủ yếu trình bày về công cụ phân tích Wavelet và các vấn đề liên quan trên cơ sở bạn đọc đã làm quen và sử dụng MATLAB thành thạo. Với các bạn đọc chưa từng sử dụng MATLAB, chúng tôi xin giới thiệu cuốn sách “Lập trình MatLab và ứng dụng" của cùng tác gia.
Dẫu rằng tham vọng lớn lao. song do những hạn chế về thời gian, về tải liệu và khả nặng biên soạn, nên nội dung của cuốn sách cũng không tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết. Thêm nữa. vì Wavelet là một lĩnh vực còn mới ở nước ta nên các tác giả rất mong thuốn nhận được các ý kiến đóng góp và phê bình của bạn đọc. Thư tử góp ý xin gửi về:
Nguyễn Hoàng Hải - Bộ môn Hệ thống viễn thông
Khoa Điện tử Viễn thông
Trường Đại học Bách khoa Hà nội
Email: [email protected]
PGS. TS. Nguyễn Việt Hương