Definition Walshfunktion
Die kontinuierlichen Walshfunktionen (nach Josph L. Walsh (1895-1973) und Jacques Hadamard )
w
a
l
n
(
x
)
{\displaystyle wal_{n}(x)}
sind definiert durch:
w
a
l
0
(
x
)
=
{
1
−
1
2
≤
x
≤
+
1
2
0
s
o
n
s
t
w
a
l
2
n
(
x
)
=
(
−
1
)
⌊
n
2
⌋
⋅
(
w
a
l
n
(
4
x
+
1
2
)
+
(
−
1
)
n
w
a
l
n
(
4
x
−
1
2
)
)
w
a
l
2
n
+
1
(
x
)
=
(
−
1
)
⌊
n
2
⌋
+
1
⋅
(
w
a
l
n
(
4
x
+
1
2
)
+
(
−
1
)
n
+
1
w
a
l
n
(
4
x
−
1
2
)
)
.
{\displaystyle {\begin{matrix}wal_{0}(x)&=&\left\{{\begin{matrix}1&\quad -{\frac {1}{2}}\leq x\leq +{\frac {1}{2}}\\0&sonst\end{matrix}}\right.\\\\wal_{2n}(x)&=&(-1)^{\left\lfloor {\frac {n}{2}}\right\rfloor }\cdot \left(wal_{n}({\frac {4x+1}{2}})+(-1)^{n}wal_{n}({\frac {4x-1}{2}})\right)\\\\wal_{2n+1}(x)&=&(-1)^{\left\lfloor {\frac {n}{2}}\right\rfloor +1}\cdot \left(wal_{n}({\frac {4x+1}{2}})+(-1)^{n+1}wal_{n}({\frac {4x-1}{2}})\right).\end{matrix}}}
Die Walshfunktionen sind orthogonal . D.h. es gilt für alle n, m:
∫
−
1
2
+
1
2
w
a
l
n
(
x
)
⋅
w
a
l
m
(
x
)
d
x
=
{
1
n
=
m
0
n
≠
m
{\displaystyle {\begin{matrix}\int _{-{\frac {1}{2}}}^{+{\frac {1}{2}}}&wal_{n}(x)\cdot wal_{m}(x)dx=\left\{{\begin{matrix}{}1\quad n=m\\0\quad n\neq m\end{matrix}}\right.\end{matrix}}}
.
Definition Hadamardmatritzen
Die Hadamardmatritzen sind definiert durch:
H
2
=
(
1
1
1
−
1
)
{\displaystyle H_{2}=\left({\begin{matrix}{}1&1\\1&-1\end{matrix}}\right)}
und
H
N
=
H
2
⊗
H
N
2
=
(
H
N
2
H
N
2
H
N
2
−
H
N
2
)
{\displaystyle H_{N}=H_{2}\otimes H_{\frac {N}{2}}=\left({\begin{matrix}{}H_{\frac {N}{2}}&H_{\frac {N}{2}}\\H_{\frac {N}{2}}&-H_{\frac {N}{2}}\end{matrix}}\right)}
.
Für
N
=
2
p
{\displaystyle N=2^{p}}
heißt die Abbildung
c
=
W
H
T
(
f
)
=
H
N
f
{\displaystyle {\begin{matrix}c=WHT(f)=H_{N}f\end{matrix}}}
bzw.
f
=
W
H
T
−
1
(
c
)
=
1
N
H
N
c
{\displaystyle f=WHT^{-1}(c)={\frac {1}{N}}H_{N}c}
(inverse) Walsh-Hadamard-Transformation der Ordnung
N
{\displaystyle N}
.