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Yale University | |
New Haven, Connecticut 06520 | |
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Department of Mathematics | |
12 Hillhouse Avenue | |
Box 2155 Yale Station | |
[handwriting] March 12, ’87 |
Dear Yves,
I attach a copy of what I wrote about wavelets with compact support. It is not (yet) an article: rather the sort of thing that I write for myself before writing an article, to let ideas crystallize. All the proofs are there.
I was telling you on the phone that my way of seeing wavelets with
compact support was more graphical. That is also the way I came upon
them. At the start, fix
Reading Stéphane’s article, I immediately realized that the discrete
algorithm rests completely on
Since we like filters with finitely many “taps”, that is, with a
finite number of nonzero coefficients
The folks who play with those filters also like to have a certain kind of continuity. This is how they see the matter:
Let’s decompose a sequence
Let’s record all this in a pyramidal structure (the same drawings you use! I was very excited to find them in papers by engineers).
I’ll draw the

For the reconstruction, we play a sort of videogame,
which at each step sets down a series of numbers in black one row
above the last black row from the previous turn. (I know that all this
is much more familiar to you than to me, and that you’ll
probably find my way of presenting it childish… But I really like
this videogame image.) And the rule is, of course,
The “continuity” that engineers like in this
kind of videogame is the following.
Suppose we take as given a single black “1”, at a fairly high level,
and set all the
For example:

What I was looking for, then, were
solutions to
On the other hand, I realized that
The “frame” aspect came from the fact that
After my first letter I’d abandoned Toeplitz matrices and switched
instead to complex functions, that is,
Then
Later I constructed examples that yield functions
I have not yet seen what you sent me at Courant, and I don’t know if it will have arrived by this weekend. But, you see, I like that graphical way of visualizing things. If I understood you correctly, in the manuscript you sent me you have incorporated compactly supported wavelets into the general framework of multiscale analysis. I see how they fall into place there naturally, but I wonder if the “graphical” approach (which is not as well-suited to other wavelets, in particular the “historical” wavelet), isn’t more intuitive as a way to see that compactly supported wavelets can exist. You see, I’ve become attached to that way of seeing things, which is the way I arrived at them.
An experience I had a few years ago might help explain this sense of attachment. Here is how it happened. When I was at Princeton, I worked with Elliott Lieb on a problem connected to the stability of matter, and we obtained a nice result. Since it was a problem that Elliott gave me, and since we had discussed it together a lot, and he had suggested some key ideas, I wrote the article, after having proved everything we wanted, and of course I put both of our names on it. Reading the article, Elliott thought that the proofs were accurate, correct, but not very nice. So he found a much nicer way of proving the same result, with better constants, and I rewrote the article with the new proofs. Those things happen, that’s life, and Elliott’s reaction was perfectly correct (and we’ve published joint papers since), but I have always felt that the second version, where the proofs, though put on paper by me, visibly bear the Lieb brand, had nothing to do with me, that it wasn’t really my paper, that I had no merit in it. I still have “my” version in some drawer in Brussels. — And so I am a bit afraid that I might be in a similar situation now. Since my relationship with you is much warmer than with Elliott (and I’m very grateful for that!), I thought I’d try to explain it. At the same time, I understand that you prefer a global presentation, where all wavelets fit, and where compactly supported wavelets have their little ecological niche in the great forest of wavelets. But I have not made any contribution to that view, although of course I admire it a lot. On the other hand, I like my videogame idea… So perhaps, as you were saying, there is some point in writing separate texts. — But we will talk about all this in Paris. I hope I haven’t bored you too much with these “considerations”…
See you soon! Hugs for everyone.
Ingrid
Cher Yves,
Ci-joint je t’envoie une copie de ce que j’ai rédigé sur les ondelettes à support compact. Il ne s’agit pas (encore) d’un article: c’est plutôt le genre de chose que je rédige pour moi-même avant d’écrire un article, afin de me clarifier les idées. Toutes les démonstrations y sont.
Je te disais, au téléphone, que ma façon de voir les ondelettes
à support compact était plus graphique. C’est aussi la façon
dont je les ai trouvées. Au départ, soient
En lisant l’article de Stéphane, je me suis tout de suite rendu
compte que l’algorithme discret reposait complètement sur
Comme on aime les filtres avec “a finite number of taps”,
c.à.d avec un nombre fini de coefficients
Les gens que jouent avec des filtres aiment avoir une certain continuité aussi. Leur façon de voir est la suivante.
Décomposons une séquence
Marquons ceci sur une structure pyramidale (les mêmes dessins que tu utilises! J’étais très excitée de les retrouver dans des papiers d’ingénieurs.)
Je marque les

Pour reconstruire, on joue une espèce de billard électronique, qui à chaque pas, marque une série de nombres en noir une rangée en dessous de la dernière rangée en noir du tour précédent.
(Je sais que tout cela t’est bien plus familier qu’à moi, et que ma
façon de le présenter doit te paraître enfantine… Mais
j’aime bien cette image de billard électronique). Et la
règle est, évidemment
La “continuité” qu’aiment les ingénieurs dans cet espèce de
billard électronique est la suivante. Supposons que nos mettions,
comme données, un seul “1” en noir, à un niveau assez élevé,
et tous les

Ce que je cherchais donc, étaient des solutions de
D’autre part, je m’étais rendu compte que
L’aspect “frame” venait du fait que
Après ma première lettre, j’avais abandonné les matrices
Toeplitz, et utilisé plutôt les fonctions complexes, c.à.d.
Après, j’ai construit des exemples donnant des
Je n’ais pas encore vu ce que tu m’as envoyé à Courant, et je ne sais pas si ce sera déjà arrivé ce week-end-ci. Mais, tu vois, je me suis attachée à cette façon graphique de voir les choses. Si je t’ai bien compris, tu as, dans le manuscrit que tu m’as envoyé, incorporé les ondelettes à support compact dans le cadre général des analyses multiscale. Je vois comment elles y trouvent leur place naturelle, mais je me demande si la façon “graphique” (qui m’est pas aussi bien adaptée aux autres ondelettes, notamment l’ondelette “historique”) n’est pas plus intuitive pour voir comment des ondelettes à support compact pourraient exister. Tu vois, je me suis attachée à cette façon de voir, qui est la façon dont je les ai trouvées.
Il y a quelques années, une histoire m’est arrivée que explique peut-être ce sentiment d’attachement. Je vais te la raconter. Quand j’étais à Princeton, j’ai travaillé, avec Elliott Lieb, sur un problème relié à la stabilité de la matière, et nous avons obtenu un joli résultat. Comme c’était un problème qu’Elliott m’avait donné, et qu’on en avait beaucoup discuté ensemble, et qu’il m’avait suggéré quelques idées-clé, j’avais, après avoir démontré tout ce que nous voulions, rédigé l’article, avec, évidemment, nos deux noms. En lisant l’article, Elliott a trouvé que les démonstrations étaient justes, certes, mais peu jolies. Et alors, il a trouvé une façon beaucoup plus jolie de démontrer le même résultat, avec des constantes meilleures, et j’ai rerédigé l’article, avec les nouvelles démonstrations. Ce sont des choses qui arrivent, c’est la vie, et l’attitude d’Elliott était entièrement correcte (nous sommes restés co-auteurs), mais j’ai toujours eu le sentiment que la 2ème version, où les démonstrations, bien que rédigées par moi, portaient très nettement la griffe Lieb, n’avait rien à voir avec moi, et que ce n’était pas vraiment mon papier, que je n’y avais aucun mérite. J’ai encore, dans mes tiroirs à Bruxelles, “ma” version — Et j’ai un peu peur que maintenant je sois dans une situation analogue. Comme j’ai un contact beaucoup plus chaleureux avec toi (et je t’en suis très reconnaissante!) qu’avec Elliott, je peux essayer de te l’expliquer. D’une part, je comprends que tu préfères une présentation globale, où toutes les ondelettes se retrouvent, et où les ondelettes à support compact ont leur petite niche écologique dans la grande forêt des ondelettes. Mais je n’ai apporté aucune contribution a cette vue-là, bien qu’évidemment, je l’admire beaucoup. D’autre part, j’aime bien mon billard électronique… Alors, peut-être que, comme tu disais, il y a lieu de faire deux textes… Mais nous parlerons de tout ceci à Paris. — J’espère que je ne t’ennuie pas trop avec ces “délicatesses”…
A bientôt! Un grand bonjour à tout le monde…
Ingrid