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labview与matalab差别

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LabVIEW和Matlab混合编程综述

2006-10-28 22:02

这篇文章主要是针对LabVIEW早期版本的(8.0以前)写的,在8.0以及随后的8.2版本中LabVIEW自身已经能很好地将Matlab集成进来。但它依然不能独立于Matlab,如果要开发独立于Matlab的应用时,基于DLL和COM组件的方法依然有他们不可替代的优势。

LabVIEW作为易学易用的图形化编程语言,在虚拟仪器设计和测控软件开发方面已是事实上的工业标准。Matlab提供强大矩阵运算和图像处理能力,在工程计算领域有着广泛的应用,其优势是其他软件无法比拟的。因此,关于将两者结合起来混合编程的思想也广泛被人们所讨论。目前,应用程序之间通信的技术主要有下面几种:动态数据交换(DDE)、动态链接库(DLL)、组件对象模型(COM)、以及基于COM的ActiveX技术。LabVIEW和Matlab都支持这些接口技术,这也就为两者进行数据通信提供了可能。也正是从不同的接口技术出发,人们提出了不同的混合编程方法,下面对这些方法进行简单的介绍和比较,以供开发者参考。

一.基于动态数据交换(DDE)技术

动态数据交换是Windows操作系统中一种基于消息的协议,用于在Windows平台上的两个正在运行的应用程序之间动态交换数据,其中提供数据服务的程序称为服务器程序(DDE Server),请求数据和服务的程序称为客户程序(DDE Client).LabVIEW提供了DDE通信VI,利用这些VI

可以创建DDE Server或DDE Client,完成接收/发送数据、请求/提供服务等功能。LabVIEW调用Matlab功能时,需将服务名(service name)指定为”Matlab”,主题名(Topic Name)指定为”Engine”,同时在运行VI之前先启动Matlab或者Matlab计算引擎(在内存中均为Matlab.exe),否则无法通信。DDE VIs可在\vi.lib\platform\dde.llb下找到。

二.基于动态链接库(DLL)技术

动态连接库是基于Windows程序设计的一个重要组成部分,它由一系列封装好的可执行代码组成,其内部函数能被其他程序所共享。LabVIEW通过CLF(Call Library Function Node)实现对DLL的调用。另一方面,Matlab编译器能将函数文件编译C/C++代码,这些代码又能被C/C++编译器(如Microsoft Visual C++ 6.0)编译成DLL文件,只要接口(输入输出参数)安排正确,就可以将Matlab编写的算法集成到LabVIEW应用程序中,且脱离了Matlab运行环境,执行效率高。另外,Math works公司为Microsoft Visual C++ 6.0提供了一个插件,可以轻松完成上述工作,当然接口还需开发人员自己安排。CLF在函数面板的“Advanced”子模板下。

三.基于组件对象模型(COM)技术

组件对象模型的核心就是二进制接口规范,此规范独立于编程语言和操作系统。从6.5版本开始,Matlab提供了COM生成器。COM生成器提供了实现Matlab独立应用的一种新途径。它能把Matlab 开发的算法做成组件,这些组件作为独立的COM对象,可直接被Visual Basic,Visual C++或其他支持COM的语言所引用[1]。LabVIEW5.0及以上版本支持COM。它通过自动化标识(automation refnum)获取一个已安装在系统中的COM组件的引用,然后借助ActiveX功能子模板中的VI完成对组件的控制和调用工作。利用COM技术的LabVIEW和Matlab无缝集成的应用程序运行效率高,占有系统资源少,而且非常利于用户应用软件的发布。

[2]

四.基于ActiveX自动化技术

ActiveX的自动化(automation)是ActiveX最重要的功能之一,是一个程序借助其方法和属性控制另一程序的能力,它包括自动化服务器和自动化控制器。Matlab支持ActiveX自动化技术。

Matlab自动化服务器提供一系列方法和属性,借此可以实现在其他应用程序中执行Matlab命令和控制Matlab。LabVIEW5.0及以后的版本提供对ActiveX自动化的支持。在LabVIEW中基于ActiveX实现和Matlab混合编程的方法又有两种,第一种使用Matlab脚本节点,第二种使用ActiveX函数模板。两种方法的基本过程都相同――先打开Matlab自动化服务器,然后执行Matlab命令,最后关闭自动化服务器。LabVIEW中与ActiveX有关函数模板在函数面板中“communication”子面板下的”ActiveX”面板中。

五.其他方法

还有一种将DLL和Matlab计算引擎(基于COM技术)结合起来的方法。这种方法把调用Matlab 计算引擎的C代码编译成DLL供LabVIEW调用。Matlab计算引擎采用了客户机/服务器的模式,在windows上通过ActiveX通道与Matlab进行连接,因此这种方法与基于ActiveX自动化技术的方法有些类似。在进行混合编程时,先打开Matlab计算引擎,然后执行Matlab命令,最后关闭Matlab计算引擎。所不同的是使用ActiveX自动化技术传递数据均为变体,数据类型由应用程序和Matlab服务器自动匹配,而通过DLL调用Matlab计算引擎的方法即可传递变体类型数据也可传递标准C类型数据,数据类型之间的转换在DLL中完成,因此需开发人员额外编程。除了上述混合编程方法外,NI公司和Math works公司合作推出一个工具包――SIT(Simulation Interface Toolkit),用来实现LabVIEW和Simulink交互式编程。有了这一工具包,设计工程师们可以建立自定义的用户界面,以便交互式地验证Simulink模型,并轻松地将这些模型配置到实时硬件进行控制原型设计和硬件在环(hardware-in-the-loop)测试,最终节省产品上市时间。但如其名,它仅用于和Simulink通信,且为附加软件需额外购买。

六.比较总结

由于混合编程的方法均基于接口技术,因此每种方法也带上各自接口技术的特点。基于DDE、ActiveX自动化、DLL+计算引擎混合编程的方法需要Matlab环境的支持,开发出来的应用程序缺乏独立性,但能全面支持Matlab的功能,Matlab所有的命令、M函数和工具箱均能在其中调用。三者之中,以DLL+计算引擎混合编程的方法对Matlab控制最强,编程最灵活也最复杂,基于ActiveX自动化技术的方法次之。另外,Matlab计算引擎可放在网络上其他计算机上运行,结合LabVIEW的网络通信功能,可以实现分布式应用,这一点在网络实验室的开发方面很有应用价值。基于DLL和COM技术混合编程的方法,最大一个优点就是可以创建独立的应用,而且在执行效率方面有所改善。但程序的独立性也是相对的,应用程序要正确运行还需要Matlab运行时库的支持――基于DLL技术混合编程开发的应用程序需额外安装,而基于COM技术混合编程的方法将所需的库文件自动打包到COM对象,只要安装COM对象,即可独立运行。此外,执行效率的改善也不是绝对的,[3]它与具体应用有关。在Matlab6.5中Matlab编译器不能编译所有的M文件(其中包括工具箱中的M文件),这就限制了基于DLL和COM技术混合编程方法的应用范围,Ma

数字信号处理基础实验指导书

《数字信号处理》实验指导书 光电工程学院二○○九年十月

实验一离散时间信号分析 一、实验目的 1.掌握各种常用的序列,理解其数学表达式和波形表示。 2.掌握在计算机中生成及绘制数字信号波形的方法。 3.掌握序列的相加、相乘、移位、反转等基本运算及计算机实现与作用。 4.掌握线性卷积软件实现的方法。 5.掌握计算机的使用方法和常用系统软件及应用软件的使用。 6.通过编程,上机调试程序,进一步增强使用计算机解决问题的能力。 二、实验原理 1.序列的基本概念 离散时间信号在数学上可用时间序列来表示,其中代表序列的第n个数字,n代表时间的序列,n的取值范围为的整数,n取其它值没有意义。离散时间信号可以是由模拟信号通过采样得到,例如对模拟信号进行等间隔采样,采样间隔为T,得到一个有序的数字序列就是离散时间信号,简称序列。 2.常用序列 常用序列有:单位脉冲序列(单位抽样)、单位阶跃序列、矩形序列、实指数序列、复指数序列、正弦型序列等。 3.序列的基本运算 序列的运算包括移位、反转、和、积、标乘、累加、差分运算等。 4.序列的卷积运算 上式的运算关系称为卷积运算,式中代表两个序列卷积运算。两个序列的卷积是一个序列与另一个序列反褶后逐次移位乘积之和,故称为离散卷积,也称两序列的线性卷积。其计算的过程包括以下4个步骤。 (1)反褶:先将和的变量换成,变成和,再将以纵轴为对称轴反褶成。 (2)移位:将移位,得。当为正数时,右移位;当为负数时,左

移位。 (3)相乘:将和的对应点值相乘。 (4)求和:将以上所有对应点的乘积累加起来,即得。 三、主要实验仪器及材料 微型计算机、Matlab软件6.5或更高版本。 四、实验内容 1.知识准备 认真复习以上基础理论,理解本实验所用到的实验原理。 2.离散时间信号(序列)的产生 利用MATLAB或C语言编程产生和绘制下列有限长序列: (1)单位脉冲序列 (2)单位阶跃序列 (3)矩形序列 (4)正弦型序列 (5)任意序列 3.序列的运算 利用MATLAB编程完成上述两序列的移位、反转、加法、乘法等运算,并绘制运算后序列的波形。 4.卷积运算 利用MATLAB编制一个计算两个序列线性卷积的通用程序,计算上述两序列,并绘制卷积后序列的波形。 5.上机调试并打印或记录实验结果。 6.完成实验报告。 五、实验报告要求 1. 简述实验原理及目的。 2. 给出上述序列的实验结果。 3. 列出计算卷积的公式,画出程序框图,并列出实验程序清单 (可略)(包括必要的程序说明)。 4. 记录调试运行情况及所遇问题的解决方法。 5. 给出实验结果,并对结果做出分析。 6. 简要回答思考题。 1 如何产生方波信号序列和锯齿波信号序列? 2 实验中所产生的正弦序列的频率是多少?是否是周期序列?

基于MATLAB的图像处理的基本运算

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 基于MATLAB的图像处理的基本运算 初始条件: 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) (1)能够对图像亮度和对比度变化调整,并比较结果 (2)编写程序通过最近邻插值和双线性插值等算法将用户所选取的图像区域进行放大和缩小整数倍的和旋转操作,并保存,比较几 种插值的效果 (3)图像直方图统计和直方图均衡,要求显示直方图统计,比较直方图均衡后的效果。 (4)对图像加入各种噪声,比较效果。 时间安排: 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日 目录 摘要.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 MATLAB简介 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。2图像选择及变换................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 原始图像选择读取....................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.1 原理图的读入与基本变换 .................................................................... 错误!未定义书签。

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-2

(1) 观察高斯序列的时域和幅频特性,固定信号)(n x a 中参数p=8,改变q 的 值,使q 分别等于2、4、8,观察他们的时域和幅频特性,了解当q 取不同值时,对信号序列的时域和幅频特性的影响;固定q=8,改变p,使p 分别等于8、13、14,观察参数p 变化对信号序列的时域和幅频特性的影响,注意p 等于多少时会发生明显的泄漏现象,混叠是否也随之出现?记录实验中观察到的现象,绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。 ()() ?????≤≤=-其他0150,2n e n x q p n a 解:程序见附录程序一: P=8,q 变化时: t/T x a (n ) k X a (k ) t/T x a (n ) p=8 q=4 k X a (k ) p=8 q=4 t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 幅频特性 时域特性

t/T x a (n ) p=8 q=8 k X a (k ) p=8 q=8 t/T x a (n ) 5 10 15 k X a (k ) p=13 q=8 t/T x a (n ) p=14 q=8 5 10 15 k X a (k ) p=14 q=8 时域特性幅频特性 分析: 由高斯序列表达式知n=p 为期对称轴; 当p 取固定值时,时域图都关于n=8对称截取长度为周期的整数倍,没有发生明显的泄漏现象;但存在混叠,当q 由2增加至8过程中,时域图形变化越来越平缓,中间包络越来越大,可能函数周期开始增加,频率降低,渐渐小于fs/2,混叠减弱; 当q 值固定不变,p 变化时,时域对称中轴右移,截取的时域长度渐渐地不再是周期的整数倍,开始无法代表一个周期,泄漏现象也来越明显,因而图形越来越偏离真实值, p=14时的泄漏现象最为明显,混叠可能也随之出现;

基于MATLAB图像处理报告

基于M A T L A B图像处理报告一、设计题目 图片叠加。 二、设计要求 将一幅礼花图片和一幅夜景图片做叠加运算,使达到烟花夜景的美图效果。 三、设计方案 、设计思路 利用matlab强大的图像处理功能,通过编写程序,实现对两幅图片的像素进行线性运算,利用灰度变换的算法使图片达到预期的效果。 、软件介绍 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室)。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB 也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户直接进行下载就可以用。

数字信号处理实验报告(实验1_4)

实验一 MATLAB 仿真软件的基本操作命令和使用方法 实验容 1、帮助命令 使用 help 命令,查找 sqrt (开方)函数的使用方法; 2、MATLAB 命令窗口 (1)在MATLAB 命令窗口直接输入命令行计算3 1)5.0sin(21+=πy 的值; (2)求多项式 p(x) = x3 + 2x+ 4的根; 3、矩阵运算 (1)矩阵的乘法 已知 A=[1 2;3 4], B=[5 5;7 8],求 A^2*B

(2)矩阵的行列式 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A (3)矩阵的转置及共轭转置 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],求A' 已知B=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i], 求B.' , B' (4)特征值、特征向量、特征多项式 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ,求矩阵A的特征值、特征向量、特征多项式;

(5)使用冒号选出指定元素 已知:A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];求A 中第3 列前2 个元素;A 中所有列第2,3 行的元素; 4、Matlab 基本编程方法 (1)编写命令文件:计算1+2+…+n<2000 时的最大n 值;

(2)编写函数文件:分别用for 和while 循环结构编写程序,求 2 的0 到15 次幂的和。

5、MATLAB基本绘图命令 (1)绘制余弦曲线 y=cos(t),t∈[0,2π]

(2)在同一坐标系中绘制余弦曲线 y=cos(t-0.25)和正弦曲线 y=sin(t-0.5), t∈[0,2π] (3)绘制[0,4π]区间上的 x1=10sint 曲线,并要求: (a)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号; (b)坐标轴控制:显示围、刻度线、比例、网络线 (c)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本; >> clear;

数字信号处理实验答案完整版

数字信号处理实验答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验一熟悉Matlab环境 一、实验目的 1.熟悉MATLAB的主要操作命令。 2.学会简单的矩阵输入和数据读写。 3.掌握简单的绘图命令。 4.用MATLAB编程并学会创建函数。 5.观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录,在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子,体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上,完成以下实验。 上机实验内容: (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4],B=[3 4 5 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 clear all; a=[1 2 3 4]; b=[3 4 5 6]; c=a+b; d=a-b; e=a.*b; f=a./b; g=a.^b; n=1:4; subplot(4,2,1);stem(n,a); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A'); subplot(4,2,2);stem(n,b); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B'); subplot(4,2,3);stem(n,c); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C'); subplot(4,2,4);stem(n,d); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D'); subplot(4,2,5);stem(n,e); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E'); subplot(4,2,6);stem(n,f); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F'); subplot(4,2,7);stem(n,g); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G'); (2)用MATLAB实现下列序列: a) x(n)= 0≤n≤15 b) x(n)=e+3j)n 0≤n≤15 c) x(n)=3cosπn+π)+2sinπn+π) 0≤n≤15 d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x(n)=x(n+16),绘出四个周期。

基于MATLAB的运动模糊图像处理

基于MATLAB的运动模糊图像处理 提醒: 我参考了文献里的书目和网上的一些代码而完成的,所以误差会比较大,目前对于从网上下载的模糊图片的处理效果很不好,这是我第一次上传自己完成的实验的文档,希望能帮到一些人吧。 研究目的 在交通系统、刑事取证中图像的关键信息至关重要,但是在交通、公安、银行、医学、工业监视、军事侦察和日常生活中常常由于摄像设备的光学系统的失真、调焦不准或相对运动等造成图像的模糊,使得信息的提取变得困难。但是相对于散焦模糊,运动模糊图像的复原在日常生活中更为普遍,比如高速运动的违规车辆的车牌辨识,快速运动的人群中识别出嫌疑人、公安刑事影像资料中提取证明或进行技术鉴定等等,这些日常生活中的重要应用都需要通过运动模糊图像复原技术来尽可能地去除失真,恢复图像的原来面目。因此对于运动模糊图像的复原技术研究更具有重要的现实意义。 图像复原原理 本文探讨了在无噪声的情况下任意方向的匀速直线运动模糊图像的复原问题,并在此基础上讨论了复原过程中对点扩散函数(PSF)的参数估计从而依据自动鉴别出的模糊方向和长度构造出最为近似的点扩散函数,构造相应的复原模型,实现运动模糊图像的复原;在模糊图像自动复原的基础上,根据恢复效果图的纹理特征和自动鉴别出的模糊长度和角度,人工调整模糊方向和长度参数,使得复原效果达到最佳。 实验过程 模糊方向的估计: 对图1(a)所示的原始图像‘车牌’图像做方向θ=30?,长度L=20像素的匀速直线运动模糊,得到退化图像如图1(b)

1(a) 1(b) j=imread('车牌1.jpg'); figure(1),imshow(j); title('原图像'); len=20; theta=30; psf=fspecial('motion',len,theta); j1=imfilter(j,psf,'circular','conv'); figure,imshow(j1); title('PSF 模糊图像'); 图1(c)和1(d)分别为原图像和模糊图像的二次傅里叶变化

数字信号处理实验(吴镇扬)答案-4

实验四 有限长单位脉冲响应滤波器设计 朱方方 0806020433 通信四班 (1) 设计一个线性相位FIR 高通滤波器,通带边界频率为0.6π,阻带边界频率为0.4π,阻 带衰减不小于40dB 。要求给出h(n)的解析式,并用MATLAB 绘出时域波形和幅频特性。 解: (1) 求数字边界频率: 0.6 , .c r ωπωπ== (2) 求理想滤波器的边界频率: 0.5n ωπ= (3) 求理想单位脉冲响应: []d s i n ()s i n [()] () ()1n n n n n n h n n παωαα παωα π?-- -≠??-=? ? -=?? (4) 选择窗函数。阻带最小衰减为-40dB ,因此选择海明窗(其阻带最小衰减为-44dB);滤 波器的过渡带宽为0.6π-0.4π=0.2π,因此 6.21 0.231 , 152 N N N ππα-=?=== (5) 求FIR 滤波器的单位脉冲响应h(n): []31d sin (15)sin[0.5(15)] 1cos ()15()()()15(15)1 15 n n n R n n h n w n h n n n ππππ?---????-? ?≠? ???==-???? ? ?=? 程序: clear; N=31; n=0:N-1; hd=(sin(pi*(n-15))-sin(0.5*pi*(n-15)))./(pi *(n-15)); hd(16)=0.5; win=hanning(N); h=win'.*hd; figure; stem(n,h); xlabel('n'); ylabel('h(n)'); grid; title('FIR 高通滤波单位脉冲响应h(n)'); [H,w]=freqz(h,1); H=20*log10(abs(H)); figure;3 plot(w/pi,H); axis([0 1 -100 10]); xlabel('\omega/\pi'); ylabel('幅度/dB'); grid; title('FIR 高通滤波器,hanning 窗,N=31');

实验一 基于Matlab的数字信号处理基本

实验一 基于Matlab 的数字信号处理基本操作 一、 实验目的:学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号;学会运用MA TLAB 实现离 散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器:电脑一台,MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容: (一) 离散时间信号在MATLAB 中的表示 离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号,简称离散信号,或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示,自变量必须是整数。 离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样,它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈,默认是空心的。如果要实心,需使用参数“fill ”、“filled ”,或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限,所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列;而对于无限序列,也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号,离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列 单位取样序列)(n δ,也称为单位冲激序列,定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意,单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样,它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中,冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现,即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。 【实例1-1】 利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。 解:MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。 图1-1 单位冲激序列

基于matlab数字图像处理与识别系统含程序

目录 第一章绪论 (2) 1.1 研究背景 (2) 1.2 人脸图像识别的应用前景 (3) 1.3 本文研究的问题 (4) 1.4 识别系统构成 (4) 1.5 论文的内容及组织 (5) 第二章图像处理的Matlab实现 (6) 2.1 Matlab简介 (6) 2.2 数字图像处理及过程 (6) 2.2.1图像处理的基本操作 (6) 2.2.2图像类型的转换 (7) 2.2.3图像增强 (7) 2.2.4边缘检测 (8) 2.3图像处理功能的Matlab实现实例 (8) 2.4 本章小结 (11) 第三章人脸图像识别计算机系统 (11) 3.1 引言 (11) 3.2系统基本机构 (12) 3.3 人脸检测定位算法 (13) 3.4 人脸图像的预处理 (18) 3.4.1 仿真系统中实现的人脸图像预处理方法 (19) 第四章基于直方图的人脸识别实现 (21) 4.1识别理论 (21) 4.2 人脸识别的matlab实现 (21) 4.3 本章小结 (22) 第五章总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录 (25)

第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义;然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题;接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成;最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情,并形成了一个人脸图像识别研究领域,.这一领域除了它的重大理论价值外,也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中,人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力,以及识别事物、处理事物的能力,因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制,并努力将这些机制用于实践,如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的,因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情,而让机器来实现却很难,如人脸图像的识别,语音识别,自然语言理解等。如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制,就能够逐步地了解人类是如何存储信息,并进行处理的,从而最终了解人类的思维机制。 同时,进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样,人脸也具有唯一性,也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世,并在安检等部门得到应用,但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性,因为它取样方便,可以不接触目标就进行识别,从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是,人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照,图像尺寸,旋转,姿势变化等。使得同一个人,

数字信处理上机实验答案全

数字信处理上机实验答 案全 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

第十章 上机实验 数字信号处理是一门理论和实际密切结合的课程,为深入掌握课程内容,最好在学习理论的同时,做习题和上机实验。上机实验不仅可以帮助读者深入的理解和消化基本理论,而且能锻炼初学者的独立解决问题的能力。本章在第二版的基础上编写了六个实验,前五个实验属基础理论实验,第六个属应用综合实验。 实验一系统响应及系统稳定性。 实验二时域采样与频域采样。 实验三用FFT对信号作频谱分析。 实验四 IIR数字滤波器设计及软件实现。 实验五 FIR数字滤波器设计与软件实现 实验六应用实验——数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用 任课教师根据教学进度,安排学生上机进行实验。建议自学的读者在学习完第一章后作实验一;在学习完第三、四章后作实验二和实验三;实验四IIR数字滤波器设计及软件实现在。学习完第六章进行;实验五在学习完第七章后进行。实验六综合实验在学习完第七章或者再后些进行;实验六为综合实验,在学习完本课程后再进行。 实验一: 系统响应及系统稳定性 1.实验目的 (1)掌握求系统响应的方法。 (2)掌握时域离散系统的时域特性。 (3)分析、观察及检验系统的稳定性。 2.实验原理与方法 在时域中,描写系统特性的方法是差分方程和单位脉冲响应,在频域可以用系统函数描述系统特性。已知输入信号可以由差分方程、单位脉冲响应或系统函数求出系统对于该输入信号的响应,本实验仅在时域求解。在计算机上适合用递推法求差分方程的解,最简单的方法是采用MATLAB语言的工具箱函数filter函数。也可以用MATLAB语言的工具箱函数conv函数计算输入信号和系统的单位脉冲响应的线性卷积,求出系统的响应。 系统的时域特性指的是系统的线性时不变性质、因果性和稳定性。重点分析实验系统的稳定性,包括观察系统的暂态响应和稳定响应。 系统的稳定性是指对任意有界的输入信号,系统都能得到有界的系统响应。或者系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。系统的稳定性由其差分方程的系数决定。 实际中检查系统是否稳定,不可能检查系统对所有有界的输入信号,输出是否都是有界输出,或者检查系统的单位脉冲响应满足绝对可和的条件。可行的方法是在系统的输入端加入单位阶跃序列,如果系统的输出趋近一个常数(包括零),就可以断定系统是稳定的[19]。系统的稳态输出是指当∞ n时,系统的输出。如果系统稳定,信号加入 → 系统后,系统输出的开始一段称为暂态效应,随n的加大,幅度趋于稳定,达到稳态输出。 注意在以下实验中均假设系统的初始状态为零。 3.实验内容及步骤

数字信号处理基础实验报告_

本科生实验报告 实验课程数字信号处理基础 学院名称地球物理学院 专业名称地球物理学 学生姓名 学生学号 指导教师王山山 实验地点5417 实验成绩 二〇一四年十一月二〇一四年十二月

填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告(印制实验报告册除外); 2、专业填写为专业全称,有专业方向的用小括号标明; 3、格式要求: ①用A4纸双面打印(封面双面打印)或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版:正文用宋体小四号,1.5倍行距,页边距采取默认形式(上下2.54cm, 左右2.54cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm)。字符间距为默认值(缩放100%,间距:标准);页码用小五号字底端居中。 ③具体要求: 题目(二号黑体居中); 摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中,隔行书写摘要的文字部分,小4号宋体); 关键词(隔行顶格书写“关键词”三字,提炼3-5个关键词,用分号隔开,小4号黑体); 正文部分采用三级标题; 第1章××(小二号黑体居中,段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××(段前、段后0.5行) 1.1.1小四号黑体(段前、段后0.5行) 参考文献(黑体小二号居中,段前0.5行),参考文献用五号宋体,参照《参考文献著录规则(GB/T 7714-2005)》。

实验一生成离散信号并计算其振幅谱 并将信号进行奇偶分解 一、实验原理 单位脉冲响应h(t)=exp(-a*t*t)*sin(2*3.14*f*t)进行离散抽样,分别得到t=0.002s,0.009s,0.011s采样的结果。用Excel软件绘图显示计算结果。并将信号进行奇偶分解,分别得到奇对称信号h(n)-h(-n)与偶对称信号h(n)+h(-n)。用Excel 软件绘图显示计算结果。 二、实验程序代码 (1)离散抽样 double a,t; a=2*f*f*log(m); int i; for(i=0;i

基于Matlab的遥感图像处理

基于Matlab的遥感图像处理 测绘工程1161641014 鲍家顺 摘要文章运用Matlab软件对遥感影像的不足之处进行处理改善,详细介绍了处理方法和处理的原理,对处理结果进行了比对分析,并进行了边缘检测与特征提取,论证了处理方法的可行性。 关键词图像处理;matlab ;均衡化;规定化;色彩平衡;边缘检测;特征提取 在获取遥感图像过程中,由于多种因素的影响,会导致图像质量的退化,为了改善图像质量,突出遥感图像中的某些信息,提高图像的视觉效果,需要对图像进行各方面的处理,如分段线形拉伸,对数变换,直方图规定化、正态化,图像滤波,纹理分析及目标检测等。通过图像处理可以去除图像中的噪声,增强感兴趣的目标和周围背景图像间的反差,有选择地突出便于人或电脑分析的信息,抑制一些无用的信息,强调出图像的边缘,增强图像的识别方便性,从而进行边缘检测和特征提取。图像写出函数,显示图像函数有image ( ) 、inshow ( ) 等。[2 ]Matlab 图像处理工具箱处理工具提供了imhist () 函数来计算和显示图像的直方图, 提供了直方图均衡化的函数histeq() 、边缘检测函数edge ( ) 、腐蚀函数imerode () 、膨胀函数imdilate () 及二值图像转换函数im2bw () 等。文中实验数据采用的是桂林市区灰度遥感图像,宽度为1024 像素,高度为713 像素。 文件读入: 讲workspace切入到图片所在图层: Cd d:\ 读入图片: [x,cmap]=imread('m.PNG'); %将图片读入转换为矩阵 clf;imshow(x); %显示图片 原始图片

数字信号处理实验

数字信号处理实验

实验一 自适应滤波器 一、实验目的 1、掌握功率谱估计方法 2、会用matlab 对功率谱进行仿真 二、实验原理 功率谱估计方法有很多种,一般分成两大类,一类是经典谱估计;另一类是现代谱估计。经典谱估计可以分成两种,一种是BT 法,另一种是周期法;BT 法是先估计自相关函数,然后将相关函数进行傅里叶变换得到功率谱函数。相应公式如下所示: ||1 *0 1 ?()()()(11) ??()(12) N m xx n jwn BT xx m r m x n x n m N P r m e --=∞ -=-∞ =+-=-∑ ∑ 周期图法是采用功率谱的另一种定义,但与BT 法是等价的,相应的功率谱估计如下所示: 21 1? ()()01 (13)N jw jwn xx n P e x n e n N N --== ≤≤--∑ 其计算框图如下所示: 观测数据x(n) FFT 取模的平方 1/N ) (jw xx e ∧ 图1.1周期图法计算用功率谱框图

由于观测数据有限,所以周期图法估计分辨率低,估计误差大。针对经典谱估计的缺点,一般有三种改进方法:平均周期图法、窗函数法和修正的周期图平均法。 三、实验要求 信号是正弦波加正态零均值白噪声,信噪比为10dB,信号频率为2kHZ,取样频率为100kHZ。 四、实验程序与实验结果 (1)用周期图法进行谱估计 A、实验程序: %用周期法进行谱估计 clear all; N1=128;%数据长度 N2=256; N3=512; N4=1024; f=2;%正弦波频率,单位为kHZ fs=100;%抽样频率,单位为kHZ n1=0:N1-1; n2=0:N2-1; n3=0:N3-1; n4=0:N4-1; a=sqrt(20);%由信噪比为10dB计算正弦信号的幅度

数字信号处理基础实验报告 (2)

成都理工大学 《信号处理基础》实验 开设时间:2013—2014学年第2学期

题目1:信号的产生和显示 一、实验目的: 认识基本信号 通过使用MATLAB 设计简单程序, 掌握对MATLAB 的基本使用方法 二、实验原理: 找出下列表达式的信号与:正弦信号、最小相位信号、最大相位信号、零相位信号的对应关系。 1、sin60t 2、e-60t sin60t 3、(1- e-60t)sin60t 4、e60t sin60t 三、实验内容: 产生上述信号的信号并显示 (1)t=[-pi/30:0.001:pi/30]; f=sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下:

(2)t=[0:0.001:pi/30]; f=exp(-60*t).*sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下:

(3)t=[-5*pi/30:0.001:5*pi/30]; f=(1-exp(-60*t)).*sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下: (4) t=[-pi/30:0.001:pi/30]; f=exp(6*t).*sin(60*t); plot(t,f) 产生如下波形:

四、实验结果与讨论: 讨论上述信号的特点 从第一个波形图可以看出,它的波形与正弦函数sin(t)的相像,只是相位上有改变,是一个正弦信号。最大相位信号的能量集中在后面,最小相位能量集中在前面,所以第二个是一个最小相位,第四个是一个最大相位信号。第三个由于波形在t>0时没有,所以是一个零相位信号。 题目2:频谱分析与显示 一、实验目的 初步认识频谱分析

基于MATLAB的图像处理的基本运算

基于MATLAB的图像处理的基本运算

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课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 基于MATLAB的图像处理的基本运算 初始条件: 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) (1)能够对图像亮度和对比度变化调整,并比较结果 (2)编写程序通过最近邻插值和双线性插值等算法将用户所选取的图像区域进行放大和缩小整数倍的和旋转操作,并保存, 比较几种插值的效果 (3)图像直方图统计和直方图均衡,要求显示直方图统计,比较直方图均衡后的效果。 (4)对图像加入各种噪声,比较效果。 时间安排: 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要..................................................................................................................................................... - 2 -1 MATLAB简介 ................................................................................................................................... - 2 -2图像选择及变换.............................................................................................................................. - 3 -2.1 原始图像选择读取.................................................................................................................. - 3 - 2.1.1 原理图的读入与基本变换 ............................................................................................... - 3 - 2.1.2 程序源代码及调试结果 ................................................................................................... - 4 - 2.2 转换图像为灰阶图像.............................................................................................................. - 5 - 3 图像处理及代码程序 ..................................................................................................................... - 6 -3.1 图像亮度对比度调整.............................................................................................................. - 6 - 3.1.1 函数说明及参数选择....................................................................................................... - 6 - 3.1.2 源程序及运行结果........................................................................................................... - 6 -3.2 图像放大和缩小...................................................................................................................... - 7 - 3.2.1 函数说明及参数选择....................................................................................................... - 7 - 3.2.2 源程序及运行结果........................................................................................................... - 7 -3.3 图像任意角度的旋转.............................................................................................................. - 8 - 3.3.1 函数说明及参数旋转....................................................................................................... - 8 - 3.3.2 源程序及运行结果........................................................................................................... - 9 -3.4图像直方图统计和均衡........................................................................................................... - 9 - 3.4.1 函数说明及参数选择....................................................................................................... - 9 - 3.4.2 源程序及运行结果......................................................................................................... - 10 -3.5 图像加入噪声........................................................................................................................ - 11 - 3.5.1 函数说明及参数选择..................................................................................................... - 11 - 3.5.2 源程序及运行结果......................................................................................................... - 12 - 4 图像处理结果比较分析 ............................................................................................................... - 14 -4.1 调整对比度和亮度后图像比较 ............................................................................................ - 14 -4.2 图像放大缩小及旋转后比较 ................................................................................................ - 14 -4.3 进行直方图均衡后图像比较 ................................................................................................ - 1 5 -4.4加入各种噪声后图像比较 ..................................................................................................... - 1 6 -5感悟体会小结................................................................................................................................ - 16 -参考文献........................................................................................................................................... - 1 7 -

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