Curso de Especialização em Teleinformática e Redes de Computadores Departamento Acadêmico de Eletrônica Universidade Tecnológica do Paraná

Transcrição

1 Curso de Especialização em Teleinformática e Redes de Computadores Universidade Tecnológica do Paraná 1

2 Expressões Booleanas Para o MATLAB: - 0 (zero) ou nil (nulo, vazio) indica condição falsa (F-false) - 1 (um) ou diferente de 0 (zero) indica condição verdadeira (T-true) 2

3 Exemplos de operações Booleanas 3

4 Exemplos de operações Booleanas 4

5 Exemplos de operações Booleanas 5

6 Exemplos de operações Booleanas 6

7 Exemplos de operações Booleanas 7

8 Vetorização Vetorização significa converter loops de repetição como for e while em vetores ou matrizes equivalentes. A vetorização pode não somente ajudar no ganho de velocidade mas também na leitura do código. 8

9 Exemplo de vetorização 1D cálculo do seno Resolver a função seno entre 0 e 2pi (usando for): Note que f(x) é um vetor, logo a variável x (indice da vária vel f) não pode iniciar com zero 9

10 Exemplo de vetorização 1D cálculo do seno Vetor: x=0,0.5,1,1.5,2,,255 f é o vetor que contém o valor do seno para cada valor de x. Tente acessá-los usando a notação f(1), f(50), f(256), 10

11 Plotar mais de uma curva no mesmo gráfico Vamos fazer um seno um pouco mais elaborado para mudarmos a fase: sen(2*pi*f*t + phase) 11

12 Exercício: Plotar o gráfico da função Gaussiana: Trace o gráfico da função Gaussiana para um intervalo genérico qualquer: g(x) = c e x 2 σ

13 Exercício: Plotar o gráfico da função Gaussiana: Note que o vetor g, possui indices de 0 a 256 e não de -127 a 128! 13

14 Ajustando a escala da função plot 14

15 meshgrid MATLAB provê a função meshgrid para avaliação vetorizada de funções 2D. A sintaxe: c = [1 2] e r = [1 2 3] C = 1 2 R= [C, R] = meshgrid(c, r); Caso tenhamos o interesse em calcular a soma dos quadrados das coodenadas (c,r), basta escrever h = R.^2 + C.^2; h=

16 Avalie a função meshgrid 16

17 Função Gaussiana em 2D Considere que o seu objetivo seja resolver uma função Gaussiana em 2D, para um intervalo genérico qualquer: g(x, y) = c e 2 x + y 2 2 σ 2 17

18 18

19 Funções Função é uma seqüência de comandos do MATLAB que: - aceita parâmetros de entrada - retorna parâmetro de saída - utiliza espaço de memória próprio para armazenar variáveis locais 19

20 Funções Sintaxe: function [variáveis de retorno] = nomedafunção(lista de variáveis) lista de comandos end 20

21 Função para plotar calcular os valores de uma Gaussiana 2D Nome do arquivo.m tem ser o mesmo nome da função 21

22 Comando de informações de help na função. 22

23 Funções: exemplo 2 Vamos construir outra função, dessa vez para ajustar a escala de cinzas de uma imagem. A função deve: receber o nome do arquivo imagem, ler a imagem e processar a imagem de acordo com a função gamma. Faremos isso usando o comando de repetição for e por meio de vetorização. 23

24 Funções: exemplo 2 Power Law Transformation Uma das técnicas de Processamento de Imagem chamada Power Law Transformation permite a correção da escala de cinzas de uma imagem. s = c (r) γ onde: r é a escala de entrada s é a escala de saída L é o número de níveis de cinza na imagem c é fator de escala (c=1) 24

25 Funções: exemplo 2 ajustando escala de cinzas de uma Imagem: 764 x 768 pixels Grayscale Baixar do site o arquivo: aerial_image.jpg 25

26 Funcões: exemplo 2 usando o comando de repetição for Nome do arquivo.m tem ser o mesmo nome da função Os comentários inseridos na linhas seguintes após a linha da especificação da função são impressos a partir do comando de help. Coloque o mouse sobre a linha e faça as correções indicadas. 26

27 Funcões: exemplo 2 usando o comando de repetição for 27

28 Funcões: exemplo 2 eliminando o comando for Nome do arquivo.m tem ser o mesmo nome da função 28

29 figure handle e subplot O camando subplot divide a figura em uma matriz m x n e ativa uma determinada região. Sintaxe: subplot(m,n,p); divide a área da figura em m linhas e n colunas e ativa a p- ésima área, dessa forma pode-se escrever em cada uma das áreas da figure. 29

30 figure handle e subplot Com a função figure cria-se uma janela de figura que retorna um handle da janela, por exemplo: h = figure(1), subplot(m,n,p); A partir do handle e do comando subplot pode-se: - Inserir várias imagens na mesma janela; - Inserir imagens e gráficos 30

31 figure handle e subplot Divide a figura em 1 linha 2 colunas e ativa a área 1 31

32 Retornando mais de um parâmetro numa função. Sintaxe: function [a1, b1, c1, d1] minhafuncao (a, b, c, d) lista de variáveis de retorno lista de parâmetros 32

33 Funcões : exemplo 2 retornando mais de uma variável 33

34 figure handle e subplot Inserindo títulos nas figuras 34

35 Gráficos e imagens na mesma figura 35

36 Gráficos e imagens na mesma figura 36

37 imwrite: salvar imagem processada Sintaxe imwrite(matriz, filename, formato ); Formato: bmp gif tif png e outros ou ainda: imwrite(matriz, filename.bmp ); 37

38 imwrite: salvar imagem processada Pergunta: Introdução como ao MATLAB gravar ambas as matrizes 38 imagens (entrada e saída) no mesmo arquivo

39 Funções: Exercício 1 Implemente uma função para inverter a escala de cinzas de uma imagem, ou seja aplique na matriz a seguinte equação: s(i,j) = max(in(:)) in(i,j); Nome da função: InvertScale A função deve: - receber o nome do arquivo imagem com parâmetro - retornar a matriz imagem invertida - retornar os valores máximos e mínimos da imagem de entrada e saída - salvar a imagem no formato bmp - mostrar em uma figure as imagens de entrada e saída com os seus respectivos histogramas. - inclua também um help na sua função 39

40 Retornando parâmetros de funções. 40

41 Exercício 2: Implemente um programa em Matlab para selecionar os seis números com maior probabilidade de ocorrência na megasena. - Baixe os resultados do site da Caixa Econômica Federal: - A CEF disponibiliza os resultados em uma página html. Será necessário abrir com o Excel, selecionar as colunas dos resultados, copiar e colar em outra planilha e salvar no formato csv. - Utilize a função: resultados=csvread( filename.csv ); para ler o arquivo csv no Matlba 41

42 Exercício 2: Plot o histograma de cada sorteio 42

43 Escopo de variáveis: O MATLAB armazena suas variáveis em uma área da memória denominade de workspace Funções trabalham com variáveis locais, isto é, em uma área de memória própria, independente do workspace Portanto: - Variáveis do workspace não são acessíveis pelas funções - Variáveis de funções (locais) não são reconhecídas pelo workspace A transferência de valores entre funções e o workspace tem de ser feita por meio dos parâmetros da função. 43

44 Subfunções Subfunções são funções auxiliares com as seguintes características: - Seguem a mesma sintaxe das funções principais; - Cada subfunção possui seu próprio workspace (as variáveis utilizadas em uma subfunção só existem dentro deste deste escopo; - m-file é o escopo de uma subfunção, e somente podem ser chamadas por outras funções de dentro de um mesmo m-file. 44

45 Elaborar um exemplo de subfuncoes!!!! 45

46 Recurso para depuração de programas Os menus Debug contêm recursos auxiliares para depuração de programas 46

47 Breakpoint - Para inserir um breakpoint basta clicar com o mouse no canto esquerdo com o mouse: 47

48 Exercício A partir da declaração e do help da função, gere o código: function [SwN] = gerasinal(snr,amp,freq,numpontos) %[SwN]=gerasinal(SNR,Amp,Freq,NumPontos) %Função para gerar uma sinal senoidal de amplitude Amp (pico), %frequencia Freq, Número de amostras NumPontos com relação %sinal ruído igual a SNR. %Exemplo: [SwN]=gerasinal(50,1.5,5,201); end 48

49 Equações: potência do sinal = ((amplitude de pico)^2)/2 potência do ruído = ((2*amplitude de pico do ruído)^2)/12 SNR = (potência do sinal) / (potência do ruído) Dica: para gerar ruído uniforme de média zero: 1. noise=((2*amp_noise)*rand(1,numpontos)-amp_noise); 2. SwN=sinal+noise; 49