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

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1 (Aula 3) Curso de Especialização em Teleinformática e Redes de Computadores Departamento Acadêmico de Eletrônica Universidade Tecnológica do Paraná 1

2 Uso da placa de som do PC sound(y, Fs, bits) envia o sinal contido em um vetor, amostrado com um freqüência Fs e resolução bits para o placa de som do computador. faixa do sinal: -1 <= y <= +1, valores fora dessa faixa são ceifados (clipped). Vamos dividir esse exemplo em duas partes: - gerar uma forma de onda senoidal - reproduzir o som/tom da senoide gerada. 2

3 Onda senoidal 3

4 AP tuner Baixe e instale o AP tuner para observar a freqüência do sinal gerado: Observe a tabela de freqüências das notas musicais 4

5 Reproduzir o som de uma onda senoidal 5

6 Modulando a amplitude de um sinal 6

7 Ruído uniforme 7

8 Ler e reproduzir um arquivo.wav Observe o valor de Fs_in, veja que cada arquivo wave tem um freqüência de amostragem diferente. 8

9 Ler e reproduzir um arquivo.wav Reproduzir canal da esquerda ou direita. 9

10 Sobre a freqüência de amostragem A freqüência de amostragem corresponde à taxa de amostras com a qual o sinal foi gravado. Sem essa informação não é possível a correta reprodução do arquivo digitalizado. 10

11 Gravando sons com um microfone usando Matlab r = audiorecorder(freq_amostragem, nbits, ncanais); r = audiorecorder(44100, 16, 1); p = play(r) 11

12 Trabalho para ser entregue abaixo: Produzir as freqüências correspondentes as notas musicais Tocar a música: dó re mi fá fá fá, dó ré dó ré ré ré, dó sol fá mi mi mi, dó ré mi fá fá fá Com tempos de cada nota indicada pelo usuário. 12

13 Criando um menu de execução: Faça o download, execute e analise o arquivo XXX.m do site da disciplina. Observe os seguintes recursos: Funções: input() exist() clc Controle de fluxo: switch 13

14 Criando um menu de execução: Programa: playwasfs.m Parte 1 de 2 Disponível no site da disciplina. 14

15 Criando um menu de execução: Programa: playwasfs.m Parte 2 de 2 Disponível no site da disciplina. 15

16 Exercício: Creio o aquivo playwavfs2.m com os seguintes adicionais: - Mostrar o tempo de reprodução Opção: [i] inverter sentido das amostras 16

17 Gráficos 2D - plot() plot(x,y) 17

18 Gráficos 2D - plot() plot(x,y,linespec) 18

19 Gráficos 2D - plot() plot(x,y,linespec,'propertyname',propertyvalue) 19

20 Gráficos 2D - plot() axis(), set(), grid, xlabel(), ylabel(), title 20

21 Gráficos 2D - plot() axis(), set(), grid, xlabel(), ylabel(), title 21

22 Gráficos 2D - plot() Múltiplas curvas no mesmo gráfico 22

23 Gráficos 2D - plot() Múltiplas curvas no mesmo gráfico 23

24 Gráficos 2D - plot() legend() 24

25 Gráficos 2D - plot() legend() 25

26 Gráficos 3D - plot3() plot3(x,y,z,linespec) 26

27 meshgrid() Gera matrizes X e Y para gráficos 3D [X,Y] = meshgrid(x,y) Converte o domínio especificado pelos vetores x e y nos vetores X e Y, os quais são utilizados na avaliação de gráficos 3D. As linhas de X são cópias do vetor x As colunas de Y são cópias do vetor y 27

28 meshgrid() As linhas de X são cópias do vetor 1:3 As colunas de Y são cópias do vetor 10:14 28

29 Mesh plots mesh() mesh(x,y,z) Cria uma wireframe surface especificada por X, Y com cor determinada por Z, assim a cor é proporcional a altura da superfície. g(i, j) = e i 2+ j 2 2 2σ 29

30 Mesh plots surf() 30

31 shading( options ) options= flat, interp, faceted 31

32 meshc() 32

33 Pode-se também plotar uma matriz em um gráfico 3D 33

34 Pode-se também plotar uma matriz em um gráfico 3D 34

35 Manipulação de matrizes 3D: exemplos para imagens RGB: componentes Red Green Blue Truecolor: cada pixel de cada componente tem 8 bits (24 bits por pixel) No matlab: img é uma matriz de 12 linhas x 12 colunas x 3 Exemplo: fazendo o pixel p amarelo: img(2,3,1) = 255; %R img(2,3,2) = 255; %G img(2,3,3) = 0; %B 35

36 Manipulação de matrizes Exemplo: Matrizes R, G e B de uma imagem. 36

37 Matrizes R, G e B colorida 37

38 Manipulação de matrizes Exemplo: Matrizes R, G e B de uma imagem concatenadas em uma única matriz. 38

39 Matrizes R, G e B 1536 colunas (512*3) 1152 linhas (384*3) 39

40 Manipulação de matrizes 40

41 imtool() [Obs.: função antiga: imview() ] Ferramenta interativa que para obter a coordenada de um pixel e seu valor. Exemplo: Atenção: (X,Y) col row 41

42 imview() Zoom + 42

43 Tools Pixel Region 43

44 Manipulação de matrizes Exemplo: Cópia de uma região de uma imagem RGB (as coordenadas da região foram obtidas através do imtool()). 44

45 Cópia de uma região RGB 45

46 Exercício Faça o download da imagem colorida veiculo1.jpg. Utilizando o imtool(), localize as coordenadas de uma região retangular que cubra somente a placa. Escreva um script chamado regveiculo1.m para preencher esta região da imagem com a cor azul. eaching/pdi/imagens 46

47 Tipo de dado struct (estrutura) Permite o armazenamento de elementos de diferentes tipos. Cada elemento é um campo (field) da estrutura. Útil na organização dos dados. Para criar uma esturtura: Função struct mystruct = struct( field1, data1, field2, data2,, fieldn, datan); Os campos são acessados da seguinte forma: var = mystruct.field2; %structname.fieldname 47

48 Tipo de dado struct (estrutura) Pode-se criar um vetor de estruturas: Os campos são acessados da seguinte forma: var = mystruct(1).field2; %structname(k).fieldname índice da estrutura 48

49 Tipo de dado struct (estrutura) Exemplo: Um vetor de estruturas para armazenar alguns dados dos clientes de uma locadora e a movimentação de cada um em número de ítens locados, nos últimos 5 meses. 49

50 Tipo de dado struct (estrutura) Criando a estrutura: Script buildstruct.m 50

51 Tipo de dado struct (estrutura) Visualização da estrutura cliente no ArrayEditor Duplo clique para expandir cada struct do vetor Duplo clique na variável 51

52 Tipo de dado struct (estrutura) Acessando os campos das estruturas 5º elemento do vetor movim 52

53 Tipo de dado struct (estrutura) Exemplo: uma função que recebe um mês como parâmetro de entrada, varre as estruturas do vetor e devolve o cadastro do usuário com maior movimentação neste mês. Digite e código e salve. Lembre-se que o nome do arquivo.m deve ser idêntico ao da função. Neste exemplo: clientemaiormov.m 53

54 Depuração do código (debug) Pode-se inserir breakpoints no código e executá-lo passo a passo. As variáveis aparecem no workspace. Exemplo: Para inserir um breakpoint, basta clicar na linha. 54

55 Depuração do código (debug) Após inserir o breakpoint, execute a função para o mês 4: O prompt altera-se (K>>) e o Editor/Debugger é ativado: As variáveis que estão no escopo da função aparecem no Worskspace A flecha verde indica a linha de programa na qual a execução se encontra (neste caso, no breakpoint, conforme esperado) 55

56 Depuração do código (debug) Verificando: Estrutura de entrada. As movimentações do mês 4 são, na seqüência: 2, 4, 6, 2. Dentro do vetor de estruturas, o cliente com maior movimentação no mês 4 é o cliente(3), com 6 locações. Seu cadastro é É esse o valor de saída que esperamos da função (variável cad). OK! Todos as movimenteções do mês 4 foram cerregadas no vetor movimmes. 56

57 Depuração do código (debug) Diferentes opções para a depuração estão disponíveis, no menu Debug: A tecla F10 (Step) executa passo-a-passo, a partir do ponto atual 57

58 Depuração do código (debug) F10 58

59 Depuração do código (debug) F10 F10 OK! F10 (finaliza) 59

60 Teste da função para outros valores de mes 60

61 Outro caso E se houver clientes empatados na movimentação máxima daquele mês? Em outras palavras: Um ou mais clientes com a mesma movimentação máxima no mesmo mês? Vamos criar esta situação e observar o comportamento da função. Fazer um Save As... do script buildstruct.m, criando o script buildscript2.m Execute este script. 61

62 Outro caso Situação exemplo: neste novo conjunto de dados, o cliente(1) e o cliente(3) tiveram a mesma movimentação máxima no mes3. Com isso, a função deveria retornar os cadastros destes dois clientes: 1347 e 1349 Executando a função: O resultado não é o desejado! 62

63 Função max() Na nossa função, é a função max() do MATLAB que encontra o índice do cliente com máxima movimentação naquele mês: No entanto,a função max() retorna apenas O máximo. Testando a função max(): Observar que max() retorna o índice do primeiro máximo 63

64 Função find() Para encontrar os índices de todos os máximos, pode-se utilizar o seguinte algoritmo: Supondo o vetor v v = [ ] valor do máximo: m = 4 m = max(v) i = find(v == m) índices dos máximos: i = [5 7] im1 = i(1) índice do máximo 1: im1 = 5 im2 = i(2) índice do máximo 2: im2 = 7 64

65 Reescrevendo a função clientemaiormov() Fazer um Save As... do arquivo clientemaiormov.m, criando o arquivo clientemaiormov2.m: 65

66 Teste da função clientemaiormov2() 66

67 Função error() A função clientemaiormov2() aceita 2 parâmetros como entrada. Na sua chamada, esta condição deve ser respeitada. Caso contrário, ocorrerá um erro: Da mesma forma, o valor de mes especificado na entrada deve estar dentro da faixa (considerando o vetor de estruturas cliente do exemplo) 67

68 Função error() A função error() pode ser utilizada nesses casos, para mostrar uma mensagem e abortar a função. A função nargin também é útil nestas situações. Dentro do corpo da função, ela indica o número de argumentos de entrada. Exemplo para a função clientemaiormov2(): 68

69 Função error() Gerando as mesmas situações de erro anteriores: 69

70 Exercício Elabore uma função chamada clientemaiormovt(): Recebe o vetor de estruturas criado pelo script buildstruct.m e devolve o cadastro do cliente com maior movimentação na soma de todos os meses. 70