Spline-wavelets, orthogonal to polynomials, and optimization of calculations of wavelet-transformation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2014. № 4(29).

Spline-wavelets, orthogonal to polynomials, and optimization of calculations of wavelet-transformation

R 2 For the space of the Hermitian splines of any odd degree 2r+1 of a kind S (x) = ^ ^ C N k (x), a < x < b, with a uni- k=0 i=0 form grid of nodes A : щ = a + (b - a) i / 2 , i = 0, 1,..., 2 , L > 0, and the basic functions NL k (u } ) = 5j • b k, l = 0,1,..., r, with the centers in integers, it is proposed to use as wavelets the functions M ik(x), satisfying the conditions of orthogonality to all polynomials of the 2r+2-nd order, i.e. f MW(x)x dx = 0, k = 0,1,.,r Vi (m = 0,1,...,2r +1). For wavelets with the centers in even integers Ja and the supports, which are equal to the supports of basic splines on a grid A , the formulas for calculating the coefficients in the thinned grid A from the spline coefficients C°L'°, С'О'' ,..., С°"' , С D -i,°, Dj ' , ,L-1,r L-1, r -rL,r -rL,0 ..., D ..., D ..., С L in a ' 2 dense grid A in the form of the solution of the linear algebraic equations system with a block three-diagonal matrix of a kind K u = C , /~*L,r P)L,0 pjL,\ ' 0 , 1 , 1 , " Hi д center O ' K = H 2 I H 2 O center 2 H; · CLL ] uL = ГсL,° СL1 |_ 0 , 0 , , Dj , , CL,°, D Г h 0 ^ 0 0 0 I left 0 H2 a;- h left 2 0 0 A H; H 2 K = L >1. 0 right A°° H 2 A H° Hi 0 I are received. Here H 2 = U AU, H 1 = diag(1,2 ,...,2 ), H 0 = SH 2S , and the matrix Uof dimensions (r +1) x (r +1) is set by the elements U, , =(-1) + + - (Г + + , k, j = 0,1,...,r, and Л = diag(2 ,...,2 ), j \ ! ( +1 + k - j)! )' S = diag(1, -1,...,(-1) ) , O designates a matrix of the r+1-st order with zero coefficients whereas I is a single matrix of the r+1-st , g t reputing t K . T [AO™ /A2 ] = -[R |R ] R are set by the elements, respectively j+1 RjJ = J Ф;(21 - j)t dt, j = 0,1,2,l = 0,1,...,r, m = 0,1,.,2r +1, j-1 where Фк ( t ) = ^ - ) к (- )пР - - - [ ra k (t) при 0 - t - 1, and ® k (t) = (1 - t) + У t +P, k = 0,1,., r. y> y ' pt0 k!P!r! Results of numerical experiments for different degree of a spline at the same number of basic functions in comparison with a classical method of the least squares (MLS) are presented. The improvement of adjustment on condition of coincidence of a spline knot to a break of the approximated function is revealed. It is shown that for lack of spline knots the MLS-solution and the wavelet-decision are close to each other. In the presence of spline knot the MLS -solution and the wavelet-decision differ from each other more considerably.

Download file
Counter downloads: 467

Keywords

мультивейвлеты нечетной степени, ортогональность многочленам, Multiwavelets of odd degree, orthogonality to polynomials

Authors

NameOrganizationE-mail
Shumilov Boris M.Tomsk State University of Architecture and Buildingsbm@tsuab.ru
Ymanov Ulukbek S.Osh State University. KyrgyzstanYmanV8106@rambler.ru
Всего: 2

References

Бойков В.Н., Шумилов Б.М. Сплайны в трассировании автомобильных дорог. Томск : Изд-во ГУ Томский ЦНТИ, 2001. 164 с.
Система проектирования IndorCAD. Проектирование автомобильных дорог: руководство пользователя / И.В. Кривых, Д.А. Петренко, В.Н. Бойков и др. 2-е изд., испр. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2010. 250 с.
Бойков В.Н. САПР автодорог - перспективы развития // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2013. № 1(1). С. 6-9.
Петренко Д.А. Новое поколение программных продуктов ИндорСофт // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2013. № 1(1). С. 10-17.
Шумилов Б.М., Кудуев А.Ж. Новый тип мультивейвлетов пятой степени, ортогональных многочленам пятой степени // Вест ник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2012. № 4(21). C. 108116.
Шумилов Б.М. Мультивейвлеты эрмитовых сплайнов третьей степени, ортогональные кубическим многочленам // Матема тическое моделирование. 2013. Т. 25, № 4. С. 17-28.
Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений : учеб. пособие. М. : Наука, 1978. 591 с.
Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. М. : Наука, 1980. 352 с.
Флетчер К. Численные методы на основе метода Галёркина : пер. с англ. М. : Мир, 1988. 352 с.
Strang G., Strela V. Short wavelets and matrix dilation equations // IEEE Trans. Signal Processing. 1995. V. 43, Nfo. 1. P. 108-115.
Столниц Э., ДеРоуз Т., Салезин Д. Вейвлеты в компьютерной графике : пер. с англ. Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2002. 272 с.
Arandiga F., Baeza A., Donat R. Discrete multiresolution based on hermite interpolation: computing derivatives // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2004. №э. 9. P. 263-273.
Ортега Дж. Введение в параллельные и векторные методы решения линейных систем. М. : Мир, 1991. 367 с.
Высокопроизводительные вычисления на кластерах : учеб. пособие / под ред. А.В. Старченко. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2008. 198 с.
 Spline-wavelets, orthogonal to polynomials, and optimization of calculations of wavelet-transformation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2014. №  4(29).

Spline-wavelets, orthogonal to polynomials, and optimization of calculations of wavelet-transformation | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2014. № 4(29).

Download full-text version
Counter downloads: 1049