MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник

Об авторах......Page 21
Введение......Page 23
Состав книги......Page 25
Предупреждения......Page 28
Работы, положенные в основу книги......Page 29
Адреса для переписки......Page 30
От издательства......Page 31
Состав системы......Page 32
Документация и литература по системе MATLAB......Page 33
Ориентация на матричные операции......Page 35
Файловая система MATLAB......Page 36
Запуск MATLAB......Page 37
Операции строчного редактирования......Page 38
MATLAB как мощный калькулятор......Page 40
Понятие о математическом выражении......Page 42
Форматы чисел......Page 43
Константы и системные переменные......Page 44
Строки и текстовые комментарии......Page 45
Переменные и присваивание им значений......Page 46
Уничтожение определений переменных......Page 47
Операторы и функции......Page 48
Применение оператора: (двоеточие)......Page 49
Сообщения об ошибках и исправление ошибок......Page 51
Особенности задания векторов и матриц......Page 53
Доступ к отдельным элементам......Page 54
Сессия MATLAB......Page 56
Ведение дневника......Page 57
Загрузка рабочей области сессии......Page 59
Вызов списка примеров интерактивной справки......Page 60
Справка по определенной группе объектов......Page 61
Некоторые дополнительные справочные команды......Page 62
Просмотр текстов примеров и m-файлов......Page 64
Панель инструментов......Page 65
Управление видом интерфейса......Page 66
Браузер рабочей области......Page 67
Команды просмотра рабочей области who и whos......Page 68
Браузеры компонентов и истории сессии......Page 69
Кнопки работы с файлами......Page 70
Общий обзор меню......Page 72
Меню File......Page 73
Меню Edit — средства редактирования документов......Page 74
Другие позиции меню View......Page 75
Запуск m-файлов, подготовленных в редакторе-отладчике......Page 76
Цветовые выделения и синтаксический контроль......Page 77
Файлы-сценарии и файлы-функции......Page 78
Панель инструментов редактора-отладчика......Page 81
Работа с точками останова......Page 82
Особенности графики системы MATLAB......Page 84
Обзор интерфейса графических окон......Page 85
Панель инструментов камеры обзора......Page 86
Обработка данных в графическом окне......Page 87
Полиномиальная регрессия для табличных данных......Page 88
Оценка погрешности аппроксимации......Page 89
Сплайновая и эрмитовая интерполяции в графическом окне......Page 90
Графики разного типа в одном окне......Page 93
Низкоуровневая дескрипторная графика......Page 94
Запуск справочной системы Help Desk......Page 96
Справка по функциям и полнотекстовый обзор......Page 97
Просмотр документации в формате PDF......Page 99
Команда demo......Page 100
Особенности системы MATLAB 6.1......Page 101
Глава 2 Signal Processing Создание сигналов......Page 104
Прохождение сигналов через искажающие устройства......Page 105
Общепринятые сокращения и условные обозначения......Page 106
Справка по пакету Signal Processing Toolbox......Page 108
Документация по пакету в формате PDF......Page 110
Литература по пакету Signal Processing Toolbox......Page 111
Просмотр демонстрационных примеров из справки......Page 112
Выполнение демонстрационных примеров   из окна MATLAB Demos......Page 115
Другие возможности вызова демонстрационных примеров......Page 116
Работа с комплексными числами......Page 117
Группирование комплексных чисел — cplxpair......Page 118
Инициализация генератора случайных чисел......Page 119
Генерация простых сигналов средствами MATLAB......Page 120
Косинусоида с переменной частотой — chirp......Page 121
Функция Дирихле — diric......Page 123
Генерация Гауссового моноимпульса — gmonopuls......Page 125
Генерация импульсов — pulstran......Page 127
Генерация пилообразного или треугольного   колебания — sawtooth......Page 128
Генерация прямоугольных импульсов — square......Page 129
Генерация апериодических треугольных импульсов — tripuls......Page 130
Управляемый напряжением источник — vco......Page 131
Назначение окон......Page 132
Задание окна Бартлетта — bartlett......Page 133
Задание прямоугольного окна — boxcar......Page 134
Создание треугольного окна — triang......Page 135
Прямое одномерное дискретное БПФ — fft......Page 136
Обратное одномерное дискретное БПФ —4fft......Page 138
Матрица дискретного преобразования Фурье — dftmtx......Page 139
Специальные виды преобразования сигналов......Page 140
Обратное дискретное косинусное преобразование — idct......Page 141
Z-преобразование по спиральному контуру — czt......Page 142
Преобразование Гильберта — hilbert......Page 143
Комплексный кепстр действительной   последовательности — cceps......Page 144
Реализация методов спектрального анализа сигналов......Page 145
Метод Бурга - pburg......Page 146
Ковариационный метод — pcov......Page 148
Многооконный метод — pmtm......Page 149
Метод Уэлча — pwelch......Page 150
Метод классификации множественных сигналов — pmusic......Page 151
Вычисление частот и мощностей по алгоритму   MUSIC — rootmusic......Page 153
Оценка КМК двух сигналов — cohere......Page 154
Взаимная СПМ двух сигналов — csd......Page 155
Вычисление корреляционной и ковариационной   матриц — corrcoef и cov......Page 156
Взаимная корреляционная функция — xcorr и xcorr2......Page 157
Построение периодограмм — periodogramm......Page 159
Построение графиков спектральной плотности......Page 160
Построение спектрограмм — specgram......Page 161
Децимация — decimate......Page 164
Интерполяция сигналов — interp......Page 165
Рациональное изменение частоты дискретизации — resample......Page 167
Создание модулированных сигналов — modulate......Page 168
Демодуляция сигналов — demod......Page 169
Пофрагментный вывод сигналов — strips......Page 170
Создание буфера кадров сигнала — buffer......Page 171
Дискретные сфероидальные последовательности — dpss......Page 172
Глава 3 Signal Processing   Анализ и проектирование фильтров......Page 174
Классификация фильтров......Page 175
Основные структуры фильтров......Page 176
АЧХ аналогового фильтра — freqs......Page 177
АЧХ цифрового фильтра — freqz......Page 180
Коррекция фазового сдвига — unwrap......Page 181
Групповое время задержки — grpdelay......Page 182
Импульсная характеристика цифрового фильтра — impz......Page 184
Построение частотных зависимостей — freqzplot......Page 185
Построение нулей и полюсов — zplane......Page 186
Свертка одномерных сигналов — conv......Page 187
Дискретная одномерная фильтрация — filter......Page 188
Одномерная медианная фильтрация — medfilt1......Page 190
Фильтрация каскадным фильтром — sosfilt......Page 191
Вычисление коэффициентов передаточной функции   по коэффициентам решетчатого фильтра — latc2tf......Page 192
Стабилизация полинома — polystab......Page 193
Разложение на простые дроби — residuez......Page 194
Функции представления линейных систем   в пространстве состояний......Page 195
Прямые функции предсказания......Page 197
Параметрическое моделирование......Page 198
Другие функции расчета параметров АР-модели......Page 199
Расчет параметров АФП Бесселя — besselap......Page 201
Расчет параметров АФП Чебышева I рода — cheb1ap......Page 202
Расчет параметров эллиптического АФП — ellipap......Page 203
Проектирование аналоговых фильтров Бесселя — besself......Page 204
Проектирование фильтров Баттерворта — butter......Page 205
Проектирование фильтров Чебышева-I — cheby1......Page 206
Проектирование фильтров Чебышева-II — cheby2......Page 207
Проектирование эллиптических фильтров — ellip......Page 209
Расчет фильтров по характеристикам прототипа — lp2*......Page 210
Проектирование цифровых фильтров с БИХ   при помощи maxflat и yulewalk......Page 211
Выбор минимального порядка фильтров с БИХ......Page 213
Билинейное преобразование — bilinear......Page 216
Инвариантное импульсное преобразование — impinvar......Page 219
Метод Ремеза для фильтров с равными пульсациями — cremez......Page 220
Метод взвешивания — fir1......Page 223
Метод взвешивания для фильтра с произвольной АЧХ — fir2......Page 225
Метод наименьших квадратов — fircls, fircls1 и firls......Page 226
Расчет косинусного фильтра — firrcos......Page 230
Расчет интерполирующего фильтра — intfilt......Page 231
Использование окна Кайзера — kaiserord......Page 233
Проектирование фильтров Ремеза — remez и remezord......Page 234
Расчет сглаживающего фильтра Савицкого-Голея — sgolay......Page 236
Демонстрация модуляции-демодуляции — moddemo......Page 237
Графический интерфейс пакета Signal Processing......Page 240
Доступ к GUI — sptool......Page 241
Браузер сигналов......Page 242
Браузер спектров......Page 245
Демонстрация CZT и FFT — cztdemo......Page 246
Демонстрационные примеры интерактивного   проектирования фильтров......Page 248
Пример проектирования полосового фильтра......Page 249
Интерактивное проектирование ФНЧ......Page 251
Демонстрация работы фильтра Савицкого-Голея......Page 252
Визуально-ориентированное проектирование фильтров......Page 253
Проектировщик-анализатор фильтров — fdatooi......Page 254
Браузер фильтров......Page 255
Проектировщик фильтров — Filter Designer......Page 256
Назначение пакета Filter Design Toolbox......Page 259
Фильтры и объекты класса Quantized (Q-типа)......Page 261
Функции преобразования чисел и бинарных строк......Page 262
Функции преобразования ячеек и фильтров......Page 263
Функции конструирования Q-фильтров и оценки их свойств......Page 265
Характеристики Q-фильтров......Page 267
Функции дискретных Q-фильтров......Page 269
Функции Q-квантователей и их свойств......Page 271
Функции анализа Q-квантователей......Page 272
Q-БПФ (быстрое преобразование Фурье)......Page 274
Функции конвертирования Q-фильтров......Page 275
Техника проектирования Q-фильтров......Page 276
Проектирование фильтров в командном режиме работы......Page 277
Использование демонстрационных примеров......Page 278
Проектирование Q-фильтров на основе   проектировщика фильтров......Page 279
Инструмент визуализации фильтров Filter Visualization Tool......Page 284
Новые функции задания окон......Page 286
Преобразование в инверсный битовый порядок — bitrevorder......Page 287
Функция удаления элементов в массиве downsample......Page 288
Добавление элементов в массив upsample......Page 289
Вычисление дискретного Фурье-преобразования goertzel......Page 290
Новые возможности пакета Filter Design Toolbox 2.1......Page 291
Общая характеристика и место вейвлетов......Page 293
Вейвлеты как новое научное направление......Page 294
Литература по вейвлетам и их отражение в Интернете......Page 295
Ограничения и недостатки преобразования Фурье......Page 298
Кратковременное (оконное) преобразование Фурье......Page 301
Идея вейвлет-преобразования......Page 302
Аппроксимирующая и детализирующая компоненты вейвлетов......Page 305
Вейвлет-анализ сигналов с помощью спектрограмм......Page 307
Вейвлеты в частотной области......Page 308
Непрерывное обратное вейвлет-преобразование......Page 309
Сравнение различных представлений сигналов......Page 310
О скорости вычислений при вейвлет-прёобразованиях......Page 311
Ортогональные вейвлеты......Page 312
Дискретное вейвлет-преобразование непрерывных сигналов......Page 313
Основные предпосылки кратномасштабного анализа......Page 314
Точное и грубое разрешение......Page 316
Частотный подход к вейвлет-преобразованиям......Page 317
Основы вейвлет-фильтрации......Page 318
Квадратурные фильтры......Page 319
Быстрое вейвлет-преобразование и алгоритм Маллата......Page 322
Декомпозиция и реконструкция сигналов в Wavelet Toolbox......Page 323
Пакетные вейвлеты......Page 324
Дискретный вейвлет-анализ и временные ряды......Page 326
Двумерные вейвлеты......Page 327
Вейвлет-компрессия сигналов и изображений   и их очистки от шумов......Page 328
Назначение пакета Wavelet Toolbox......Page 329
Типы вейвлетов в пакете Wavelet Toolbox......Page 330
Вейвлет-менеджер — wavemngr......Page 331
Средняя вейвлет-частота — centfrq......Page 334
Уменьшение размера матрицы вдвое — dyaddown......Page 336
Увеличение размера матрицы вдвое — dyadup......Page 337
Интегрирование вейвлет-функции — intwave......Page 338
Масштабирование к частоте — scal2frq......Page 339
Вейвлет и масштабирующие функции — wavefun......Page 340
Максимальный уровень вейвлет-разложения — wmaxlev......Page 341
Множество фильтров биортогонального вейвлета — biorfilt......Page 342
Множество фильтров ортогонального вейвлета — orthfilt......Page 343
Биортогональный сплайновый вейвлет-фильтр — biorwavf......Page 345
Комплексный Гауссовский вейвлет — cgauwavf......Page 346
Комплексный вейвлет Морлета — cmorwav......Page 347
Вейвлет-фильтр Добеши — dbaux и dbwavf......Page 348
Частотный В-сплайновый вейвлет — fbspwavf......Page 349
Гауссовый вейвлет — gauswavf......Page 350
Вейвлет-функция Мейера — meyer и meyeraux......Page 351
Обратный биортогональный вейвлет-фильтр — rbiowavf......Page 353
Масштабирующие фильтры вейвлета Симлета —   symaux и symwavf......Page 354
Бесконечные регулярные вейвлеты......Page 355
Биортогональные парные вейвлеты с компактным носителем......Page 356
Обзор утилит управления построением деревьев......Page 357
Построение дерева разложения пакетного вейвлета — drawtree......Page 359
Построение цветной вейвлет-спектрограммы — wpviewcf......Page 360
Кодированная версия матрицы — wcodemat......Page 361
Утилита расширения — wextend......Page 362
Извлечение — wkeep......Page 364
Точки оценки — wvarchg......Page 365
Функция одномерного непрерывного   вейвлет-преобразования — cwt......Page 367
Вейвлет-спектрограмма синусоиды......Page 368
Вейвлет-спектрограмма степенной функции синуса......Page 369
Вейвлет-представление сигнала с разрывами и шумом......Page 370
Вейвлет-анализ реальных звуковых сигналов......Page 371
Нахождение вейвлет-коэффициентов одномерного   преобразования — appcoef......Page 373
Функция нахождения одномерных детализирующих   коэффициентов — detcoef......Page 374
Метод расширения вейвлет-преобразования dwtmode......Page 376
Одноуровневое дискретное одномерное   вейвлет-преобразование......Page 377
Одноуровневое обратное вейвлет-преобразование — idwt......Page 379
Прямое восстановление из одномерных   вейвлет-коэффициентов — upcoef......Page 381
Многоуровневое одномерное вейвлет-разложение — wavedec......Page 383
Восстановление одиночной ветви из одномерных   вейвлет-коэффициентов — wrcoef......Page 384
Средства GUI одномерного вейвлет-преобразования......Page 386
Просмотр вейвлетов — окно Wavelet Display......Page 387
Работа с демонстрационными примерами......Page 392
Просмотр примера Short 1D scenario......Page 396
Демонстрационные примеры GUI......Page 398
Дискретное двумерное вейвлет-преобразование......Page 399
Нахождение вейвлет-коэффициентов двумерного   преобразования — appcoef2......Page 400
Функция нахождения двумерных детализирующих   коэффициентов — detcoef2......Page 401
Одноуровневое дискретное двумерное обратное   вейвлет-преобразование — idwt2......Page 402
Многоуровневое двумерное вейвлет-разложение — wavedec2......Page 403
Одноуровневое восстановление двумерного   вейвлет-разложения — upwlew2......Page 404
Восстановление одиночной ветви из двумерных   вейвлет-коэффициентов — wrcoef2......Page 405
Наилучшее дерево уровня — bestlevt......Page 406
Наилучшее дерево по критерию энтропии — besttree......Page 407
Вычисление энтропии — wentropy......Page 409
Пакетные вейвлет-коэффициенты — wpcoef......Page 410
Сечение вейвлет-пакетного дерева — wpcutree......Page 411
Пакетное одномерное вейвлет-разложение — wpdec......Page 412
Пакетное двумерное вейвлет-разложение — wpdec2......Page 413
Перекомпонованный пакетный вейвлет — wpjoin......Page 414
Восстановление коэффициентов пакетного вейвлета —   wprcoef......Page 415
Дискретное стационарное   вейвлет-преобразование......Page 416
Обратное одномерное стационарное дискретное   вейвлет-преобразование — iswt......Page 417
Дискретное стационарное двумерное   вейвлет-преобразование — swt2......Page 418
Принципы очистки сигналов и шумов......Page 420
Установка параметров по умолчанию — ddencmp......Page 421
Выбор порога для удаления шумов — thselect......Page 422
Штрафной порог для удаления шума — wbmpen......Page 423
Порог двумерного вейвлета — wdcbm2......Page 424
Создание архива отпечатков пальцев......Page 425
Автоматическое одномерное удаление — wden......Page 427
Удаление шума и сжатие — wdencmp......Page 429
Генерация тестовых сигналов — wnoise......Page 431
Оценка шума одномерных вейвлет-коэффициентов — wnoisest......Page 432
Штрафной порог для удаления шумов пакетного   вейвлета — wpbmpen......Page 433
Пример очистки изображения от шума......Page 435
Одномерный порог вейвлет-коэффициентов — wthcoef......Page 436
Управление параметрами порога — wthrmngr......Page 437
Выявление тонких особенностей сигналов с помощью   непрерывных вейвлетов......Page 438
Статистическая обработка сигналов и их дискретных   вейвлетов......Page 440
Компрессия сигналов......Page 444
Очистка сигнала от шума......Page 445
Очистка сигналов от шумов с помощью стационарных   вейвлетов......Page 446
Регрессия по результатам оценки плотности сигналов......Page 448
Расширение и экстраполяция сигналов......Page 449
Двумерное вейвлет-разложение и реконструкция   изображений......Page 450
Двумерное пакетное вейвлет-разложение и реконструкция   изображений......Page 452
Компрессия изображения и очистка его от шума......Page 453
Документация по Wavelet Toolbox 21......Page 457
Новая функция wavefun2......Page 458
Перспективы дальнейшего развития вейвлет-технологии......Page 459
Назначение пакета Image Processing Toolbox......Page 465
Литература по обработке изображений......Page 466
Векторная и растровая графика......Page 467
Типы растровых изображений......Page 468
Координатные системы графики......Page 472
Форматы чисел и их преобразование......Page 473
Установка свойств изображения — set......Page 475
Определение прозрачности изображения......Page 476
Свойства, задающие вид изображения......Page 477
Общая информация об изображении......Page 478
Контроль за типом изображения......Page 479
Цветовые системы......Page 480
Функции преобразования цветовых систем......Page 481
Вывод на экран шкалы цветов — colorbar......Page 482
Получение изображения из графического объекта —   getimage......Page 483
Вывод на экран графического объекта — image......Page 485
Создание видеопоследовательности индексированного   изображения — immovie......Page 486
Вывод изображения на экран — imshow......Page 487
Вывод на экран нескольких изображений в одном окне —   subimage......Page 489
Масштабирование изображения — zoom......Page 491
Информация о графическом файле — imfinfo......Page 493
Чтение изображения из файла — imread......Page 494
Запись изображения в файл — imwrite......Page 496
Кадрирование изображения — imcrop......Page 501
Изменение размеров изображения — imresize......Page 502
Поворот изображения — imrotate......Page 503
Контурный график изображения — imcontour......Page 504
Вычисление признаков объектов — imfeature......Page 505
Вывод информации о пикселе — pixval......Page 508
Определение значения яркости пиксела — impixel......Page 509
Построение профиля — improfile......Page 510
Установка и контроль глобальных переменных......Page 512
Установка глобальных переменных — iptsetpref......Page 513
Контроль глобальных переменных — iptgetpref......Page 514
Двумерное дискретное косинусное преобразование — dct2......Page 515
Матрица дискретного косинусного преобразования — dctmtx......Page 516
MATLAB-функции быстрого преобразования Фурье......Page 517
Двумерное обратное дискретное косинусное   преобразование — idct2......Page 518
Прямое преобразование Радона — radon......Page 519
Обратное преобразование Радона — iradon......Page 520
Диффузионное псевдосмешение цветов — dither......Page 522
Преобразование полутонового изображения   в палитровое — gray2ind......Page 523
Преобразование полутонового изображения в палитровое   с отсечением — grayslice......Page 524
Бинаризация отсечением по порогу яркости — im2bw......Page 525
Преобразование матрицы в полутоновое изображение —   mat2gray......Page 526
Преобразование RGB-изображения в полутоновое   изображение — rgb2gray......Page 527
Функции линейной фильтрации системы MATLAB......Page 528
Фильтр Гаусса 'gaussian'......Page 529
Фильтр Лапласа-Гаусса — 'log'......Page 530
Фильтр повышения резкости 'unsharp'......Page 531
Двумерная АЧХ — freqz2......Page 532
Формирование маски 2-D линейного фильтра   с заданной АЧХ — fsamp2......Page 533
Формирование маски фильтра методом преобразования   частот — ftrans2......Page 534
Формирование маски фильтра по желаемой АЧХ   с применением l-D-окна — fwind1......Page 535
Формирование маски фильтра по желаемой АЧХ   с применением 2-D-окна — fwind2......Page 536
Выделение границ между областями изображения — edge......Page 537
Сегментация изображения на основе квадро-деревьев —   qtdecomp......Page 539
Получение блоков из квадро-дерева результатов   сегментации — qtgetblk......Page 541
Замена блоков — результатов сегментации — qtsetblk......Page 542
Выравнивание гистограммы изображения — histeq......Page 543
Изменение яркости палитры — imadjust......Page 544
Наложение на изображение шума — imnoise......Page 546
Ранговая фильтрация — ordfilt2......Page 548
Адаптивная фильтрация Винера — wiener2......Page 551
Обработка блоков изображения — blkproc......Page 552
Преобразование столбцов во фрагменты изображения —   col2im......Page 553
Оптимизированная операция фильтрации — colfilt......Page 554
Преобразование фрагментов изображения в столбцы —   lm2col......Page 555
Обобщенный нелинейный фильтр — nlfilter......Page 556
Заполнение областей интереса — roifill......Page 557
Двумерная фильтрация областей интереса — roifilt2......Page 560
Операции с палитрами в системе MATLAB......Page 561
Изменение порядка цветов в палитре — cmpermute......Page 562
Преобразование с помощью таблицы перекодировки — applylut......Page 563
Вычисление площади объектов бинарного изображения —   bwarea......Page 564
Заполнение областей фона — bwfill......Page 565
Метки для связанных объектов — bwlabel......Page 566
Морфологические операции над бинарными   изображениями — bwmorph......Page 567
Выделение объектов в бинарном изображении — bwselect......Page 570
Наращивание бинарного объекта — dilate......Page 572
Демонстрационные возможности Image Processing Toolbox......Page 573
Демонстрация двумерного дискретного косинусного   преобразования — dctdemo......Page 574
Демонстрация выделения границ областей изображения —   edgedemo......Page 575
Демонстрация очистки изображения от шума — nrfiltdemo......Page 576
Демонстрация квадратичной декомпозици — qtdemo......Page 577
Выделение границ региона — roidemo......Page 578
Обзор новой версии пакета Image Processing Toolbox 61......Page 579
Приложение 1 Состав системы MATLAB 6.0......Page 582
Приложение 2 Состав системы MATLAB 6.1......Page 584
Алфавитный указатель......Page 586