CH1 图形及数字处理

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ch1 仿真的作用

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仿真的多学科特点
图1-4 影响研究通信系统仿真的领域
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仿真的多学科特点
（1）线性系统理论：
提供了确定线性系统输入输出关系的方法。可在时域（冲激响应）和频域（传递函数）表示系统模型
（2）通信原理：
在开发仿真系统之前，必须理解系统结构、调制器和均衡器等不同子系统的运行特性，以及信道模型的详细情况。尽管仿真可以用来确定合适的系统参数值，但在仿真开发之前通常就必须了解参数值的实际范围。
（8）计算机科学：
信号采样值字长和字格式会影响仿真精度，在浮点处理器中并不太重要。在开发商业仿真器时，选择哪种语言非常关键。可用内存的大小和内存的组织形式会影响数据与指令从仿真的一部分到另一部分的传递方式。 21 图形要求和能力决定如何显示波形，影响代码可移植性。
仿真的多学科特点
（9）检测与估计理论：
仿真的主要作用不仅在于获得所要参数值，更在于对仿真对象获得深入理解。 4
第一节复杂性示例
通信系统不同，其复杂程度也很不相同。下面考虑复杂程度依次增加的三个通信系统。可见：对第一个系统完全没必要进行仿真。对第二个系统，仿真也不是必需的，但可能是有用的。对第三个系统作详细的性能研究，就必须进行仿真。易于解析处理的系统需繁琐解析处理的系统难以解析处理的系统
7
利用通信原理知识，容易求得通信差错概率为：
ES PE Q k (1 1) N0
Es表示一个符号周期内的平均能量，跟波形集合 {S1(t),S2(t)}相关联； N0为加性信道噪声的单边功率谱密度；参数k取决于波形｛ S1(t),S2(t) ｝的相关程度。注：见“通信原理：数字通信频带传输”
8
为什么该系统是易于解析处理的？

Ch1-并行计算技术概述

近20年性能提高3千多倍
巨型机：中国天河一号，2010年底世界TOP500强第1名每秒2千5百多万亿次浮点运算，近20年性能提高3千多倍
亿亿
千万亿百万亿十万亿万亿千亿百亿
十亿
亿
2011年6月日本“K Computer”以每秒1亿亿次名列第一，几乎是第2-9位的总和，中国天河位列第二
• 线程级并行（Thread-Level Parallelism） • 数据级并行：一个大的数据块划分为小块，分别由不同的处理器/线程处理 • 任务级并行：一个大的计算任务划分为子任务分别由不同的处理器/线程来处理
并行计算技术的分类
按存储访问结构分类
A.共享内存(Shared Memory) 所有处理器通过总线共享内存多核处理器，SMP……
所有这些技术极大地提高了微处理器的计算性能，但2004 年后处理器的性能不再像人们预期的那样提高单核处理器性能提升接近极限！
为什么需要并行计算？集成度
性能
为什么需要并行计算？
单核处理器性能提升接近极限 1.VLSI集成度不可能无限制提高
芯片集成度已进入极小尺度级别，集成度不可能无限制提高
典型的双核处理器结构
双核: Pentium D(05),EE(06), Xeon(06) Core 2 Duo E系列,T系列(06) Core i3,i5(10) 4核: Core 2 Quad Q系列（07） Core i5, i7(08,09,10) 6核: Core i7 970/980(10) 8核: AMD Bulldozer(10)
并行计算技术的分类
弗林(Flynn)分类
SISD
SIMD MIMD
Cite from Jimmy Lin, What is cloud computing, 2008

CH1-基本操作

第一章基本操作（参《MATLAB5.X程序设计语言》第2章）“表达式”及“矩阵”是MATLAB的两个基本要件，所有的运算都是建立在这两个要件上的。

本章主要介绍矩阵的建立、简单操作、逻辑操作和关系运算。

§1.1 表达式MATLAB中的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。

1.1.1 变量以字母开头，由字母、数字和下划线构成，最长为31个字符，能区分大小写字母。

不需要事先定义，在遇到新的变量名时，会自动建立变量并分配存储空间。

当遇到已存在的变量时，会更新其内容，如有必要会重新分配存储空间。

对变量的赋值可采用赋值语句：变量=表达式[；] % 行未若加分号“；”，则在屏幕上不显示结果。

为显示变量的内容，只需键入变量名；要显示多个变量，连续给出变量，用逗号隔开。

也可用disp([var1; var2; …]显示,变量间用分号隔开)。

MATLAB提供了一些用户不能清除的固定变量，如：（1）ans:在没有定义变量名时，系统默认的变量名；（2）eps：在决定诸如奇异性和秩时，作为一个容许误差，如esp=2-52,即精确到1016, 另外，用户也可将此变量置为包括零值的其它任何值；2.22⨯-（3）pi:圆周率π。

可由4*atan(1)或image(log(-1))得到；（4）Inf：表示正无穷大，当输入1/0会产生Inf，同时出现：Warning: Divide by Zero （5）NaN:表示非数值（？或不定值，它由Inf/Inf 或 0/0产生。

）1.1.2 数值采用十进制数，并可采用科学表示法表示特大数和特小数，虚数可用i或j表示，如：1.61e-21 7.8e15 -3.21e-125 3.0i -5.1+7.8i 780+3.2e2j1浮点数的范围大致在10e-308~10e308之间。

1.1.3 操用符1．算术运算(1)算术运算： + 加法 - 减法 * 乘法 / 除法 \左除法 ^ 指数 '复共轭转置；如：1）对于复数>> x=1+2ix = 1.0000 + 2.0000i>> x'ans = 1.0000 - 2.0000i % x的共轭复数2）对于复矩阵x =1.0000 + 1.0000i2.0000 + 1.4142i3.0000 + 1.7321i4.0000 - 2.0000i>> x' % 矩阵的复共轭转置ans =1.0000 - 1.0000i 3.0000 - 1.7321i2.0000 - 1.4142i 4.0000 + 2.0000i(2)元素对元素：.* 乘法 ./ 除法 .\ 左除法 .^ 指数 .'非共轭阵列转置。

ch1检测技术基础知识

2.真值：一个量严格定义的理论值通常叫理论真值. (1)约定真值 •国际或国家基准，经校验的标准器或标准仪器 (2)相对真值 •高一级检测仪器的测量值 •高一级检测仪器误差应小于低一级检测仪器误的1/3
3.标称值 –计量或测量器具上标注的量值，称为标称值。 4.示值 – 检测仪器（或系统）指示或显示（被测参量）的数值叫示值，也叫测量值或读数。
（2）固有误差当环境和各种试验条件均处于基准条件下检测仪器所反映的误差称固有误差。（3）影响误差影响误差是指仅有一个参量处在检测仪器（系统）规定工作范围内，而其它所有参量均处在基准条件时检测仪器（系统）所具有的误差.
（4）稳定性误差稳定性误差是指仪表工作条件保持不变的情况下，在规定的时间内，检测仪器（系统）各测量值与其标称值间的最大偏差。用稳定性误差估计某次正常测量误差可能比实际测量误差偏小。工程上常用工作误差和稳定性误差来估计测量误差和误差范围。
１.6
检测系统的静态特性
人们在设计或选用检测系统时，最主要的因素是检测系统本身的基本特性能否实现及时、真实地（达到所需的精度要求）反映被测参量（在其变化范围内）的变化。
1.6.1
概述
检测系统的基本特性一般分为两类：静态特性和动态特性。。研究和分析检测系统的基本特性，主要有以下三个方面的用途。第一，也是最主要的用途，是通过检测系统已知基本特性由测量结果推知被测参量准确值；
A表有,
x max max L 1.5% 30 0.45 V
B表有,
xmax max L 1.5% 50 0.75 V
C表有,
xmax max L 1.0% 50 0.50 V

CH1计算机与计算思维概述

二、存储器
• 存储器(memory)是用来存储程序和数据的部件。对存储器既可以进行“读”（取数）、“写” （存数）操作。 • 衡量存储器的性能指标有：存储容量存储速度价格 • 存储器技术在不断发展，存储器容量越来越大、存取速度越来越快、价格越来越低、体积越来越小、耗电越来越省，就连使用寿命也越来越长。
?有的电磁感应笔其基板能感应出用户写字过程中在笔尖上用力的变化并将压力的大小例如分为512级传送给主机主机就能在荧屏上显示出笔迹的粗细这样就更接近于真正的笔在书写时的感觉这就是所谓的压力感应笔它在签名识别绘画中很有用
第1章计算机与计算思维概述
1.1 计算机系统组成
• 硬件系统 • 软件系统
硬件系统
安腾(Itanium)处理器： 64位开拓者瞄准高端企业市场，运行的系统一般是UNIX系统高性价比，性能卓越，更低功耗
Itanium 2被大量用在需要计算的超级电脑上，以及大型公司的Байду номын сангаас据库系统
Intel Atom是Intel历史上体积最小和功耗最小的处理器。下一代ATOM芯片：进军移动通讯领域
取出指令
操作信号
反馈信号
一、 CPU
• 运算器和控制器合称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。 • 它是计算机的核心部件。 • CPU的具体任务是执行指令，它按照指令的要求完成对数据的基本运算和处理。 • CPU主要由运算器、控制器、寄存器和高速缓冲存储器（cache）等组成。
三、输入设备
• 输入(Input)设备能把程序、数字、图形、图像、声音、控制现场的模拟量等数据，通过输入接口转换成计算机可以接收的电信号。 • 常用的输入设备有键盘、鼠标器、操纵杆、卡片输入机、纸带输入机、光笔、语音识别装置、数字化仪、扫描仪、条形码阅读器、磁墨水字符阅读机、光学字符阅读机(Optical Character Reader,OCR)、调制解调器(modem)及各种模/数 (A/D)转换器等。

ch1数制和码制

0 1 0 ∴ (35.85)10≈(100011.110)2 K3 K5 K4
1
0 K2
0 K1
1 K0
得：（81）10 =（1010001）2（第一章-19）：（81） 1010001） 81
各数位的权是16的幂
（第一章-13）
7. 结论
① 一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律 N N N 为逢N进一。 N ② 如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 N M (M)N=(an-1 an-2 … a1 a0 a－1 a－2 … a－m)N 则该数的权展开式为： (M)N＝an-1×Nn-1＋an-2×Nn-2＋…＋a1×N1＋a0 ×N0＋＋ a－1×N-1＋a－2×N-2＋…＋a－m×N-m ＋ ③ 由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。 N
（第一章-10）
4.二进制 4.二进制【Binary Numbers】二进制
数码为：、；基数是2 数码为：0、1；基数是【Base-2】。】运算规律：逢二进一，运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。＋＝。二进制数的权展开式：二进制数的权展开式：如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2 ＝ × × × × (5.25)10
（第一章-18）
保留三位小数。例：(35.85)10=(?)2 ，保留三位小数。解：整数部分：整数部分：小数部分：小数部分：
2 35 0.85×2＝1.7 ……… 1 高位 2 17 ………1 低位 0.7 ×2＝1.4 ……… 1 2 8 ………1 ：（81） ………0 例：（）10=（？）2 2 4 （？） 0.4 ×2＝0.8 ……… 0 低位 2 2 ………0 ÷2 ÷2 ÷2 ÷2∵题目要求只保留三位小数 ÷2 ÷2 ÷2 ………0 2 0 1 5 10 20 40 81 2 1 0 ………1 高位 ∴不再继续连乘取整了。不再继续连乘取整了。

CH1 二进制表示

威廉· 肖克利，晶体管之父 1956年诺贝尔物理学奖
第二代：约1957-1964
晶体管
第三代：约1965-1972
杰克· 基尔比，集成电路之父 2000年诺贝尔物理学奖
中小规模集成电路
发明人：罗伯特· 诺伊斯、杰克· 基尔比
第四代：约1972-现在？
大规模、超大规模集成电路
6
摩尔定律

原码表示(掌握)
反码表示
补码表示(重点)
对于正数，三种表示方式一样，其区别在于负数的表示
35
1.2.2 原码表示法
原码(true code)表示法：符号位 + 数值 (1)表示定点整数如下图

计算机科学与技术学院
n位原码表示范围： -2(n-1)-1<X<2(n-1)-1
定点小数的小数点位置
17世纪出现纳皮尔计算尺
4
数字技术的由来

计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展

早期的计算用具机械计算器具
加法机、差分机（齿轮）
机电计算机
使用继电器设计自动计算器
5
数字技术的由来

计算机科学与技术学院
计算和器件的历史发展发展

数字电子计算机第一代：约1946-1957 电子真空管
计算机科学与技术学院

Moore‘s Law： The number of transistors per integrated circuit would double every 18 month. 这个论断是在第一块平面集成电路产生4 年以后的1965年做出的。当时认为这个发展趋势将持续到1975年。
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Ch1-国家制图标准的基本规定

工程制图与计算机绘图Ch1 国家制图标准的基本规定陕西省精品课程《工程制图与计算机绘图》一. 图纸幅面与格式（GB/T 14689-2008）1）图幅代号A0A1A2A3A4B×L841×1189594×841420×594297×420210×297 e2010c105a252）格式横放竖放二. 绘图比例（GB/T14690—1993）种类比例原值1:1放大5:1 2:15×10n:12×10n:11×10n:1缩小1:2 1:5 1:10 1:2×10n1:5×10n1:1×10n1）优先比例（n为正整数）绘图比例是指图纸上线段的长与原实物上对应线段长之比。

2）允许比例（n为正整数）种类比例放大4:1 2.5:1 4×10n:1 2.5×10n:1缩小1:1.5 1:2.51:31:41:61:1.5×10n1:2.5×10n1:3×10n1:4×10n1:6×10n二. 绘图比例（GB/T14690—1993）有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）三. 字体（GB/T14691—1993）1）字体书写基本规定字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。

（1）字高：1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20（2）字形：长仿宋体（3）字母和数字：分A 型和B 型A 型字体的笔画宽度为字高h的1/14；B 型字体的笔画宽度为字高h的1/10。

（4）形式：写成斜体或直体（5）用作指数、分数、极限偏差、注脚等的数字或字母，采用小一号的字体（4）其他（2）字母：（3）数字：（1）汉字：字体工整笔画清晰间隔均匀排列整齐2）书写示例有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）四. 图线型式及应用四. 图线型式及应用E1K1 D1C2 A1K2B1K3B4C2四. 图线型式及应用可见轮廓线尺寸线尺寸界限剖面线不可见轮廓线极限位置轮廓线断裂处边界线断裂面边界线对称线四. 图线型式及应用允许表面过渡线处理线回转体轴线有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）讨论题：1）国家制图标准的意义是什么？2）制图中常用的线型有哪些？各代表什么含义？THANKS。

ch1

第一章 C于开发UNIX操作系统 1978年后，独立于UNIX系统，在多中微机系统中实现
目前最流行的编程软件之一。
1.2 C语言的特点
1 语言简洁、紧凑，使用方便灵活。
C语言共32个关键字，由小写字母表示。编程时代码数量少。
2 运算符丰富
34种运算符。 +、-、*、/ ==、>=、<=、!= ++、--、？可以实现复杂的运算，但掌握难度也随之加大。
2 每个语句以 ; 结束
printf(“ This is a C program”); 3 数据使用前必须定义。 int i; float j,k; 数据定义放在函数的最前端。 4 可以用/* */作注释。
main ( ) {float j,k; scanf( “%f”,j); /*读入一个实数*/ k=sqrt(j)；/*求平方根*/ printf(“%f”,k); }
3.4实型数据
又称为浮点数，用来表示小数。 1 实型常量表示方法：（1）3.567 -0.8 (2)7.98e-5(7.98×10-5), 2 分类单精读 float ，32位双精读double ，64位长双精读 long double ，128位常量当双精读处理。
3 实型数据只能近似表示
1 整型变量
（1）种类 A 整型（int) ,用2个字节16位表示，范围: -215—215-1。 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 int j=16385，k=-16385; 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
计算机中，负数用补码表示（2）无符号整型--unsigned int x=235; 范围：0----216-1 （3）短整型： short int y; （4）无符号短整型 unsigned short int y; (5)长整型，一般为32位,范围：-231----231-1 long int z; （6）无符号长整型，范围0------232-1 unsigned long int z=67895;

ch1 数字信号

i =− m
∑
13 13
第一章
★ 二进制
绪
论
目前在数字电路中应用最广的是二进制。在二进制数中，目前在数字电路中应用最广的是二进制。在二进制数中，一个二进制数按位权展开式为：一个二进制数按位权展开式为：仅有0 两种数码，基数为2 仅有0和1两种数码，基数为2。低位和高位之间的进位关系是 n −1 逢二进一” “逢二进一”。 a (N ) = a ⋅⋅⋅ a a a a ⋅⋅⋅ a = a × 2i
15 15
i =− m
∑
第一章
绪
论
数制之间的转换
（一）将二、八、十六进制数转换为十进制数将二、转换时只要将待转换的二、转换时只要将待转换的二、八、十六进制数按位权展再按十进制运算规则运算，即可得到对应的十进制数。开，再按十进制运算规则运算，即可得到对应的十进制数。 1-2：将十六进制数(12AF.B4)转换成十进制数。。 1-1：将八进制数将二进制数(11010.011)2转换成十进制数。转换成十进制数。转换成十进制数。例1-3：将十六进制数：将八进制数(137.504)8转换成十进制数。将二进制数 16转换成十进制数解： (12AF.B4)＝＝1×163××+16××2×16×215×1620 × 2× + 10× 1+ × (137.504)8 162＝ 1×+4+×81 237×80 2+ 1× 1+×× 0 (11010.011) 1××2 3+1× +20× ×82 0× 11× +×2 -2× 4× + 5×816-10××164×2-3 0×2-1+ 1×8-2+ 1×8 × × (4783.703125) (26.375)10 ＝(95.6328125)1010

遥感数字图像处理ch1-PPT文档资料

函数f(x,y)取值的数字化被称为图像的量化(如量化到256个灰度级)也即图像灰度的离散化。
265×180
133×90
66×45
33×22
采样大小与量化等级对图像质量的影响
256灰度级
16灰度级
8灰度级
4灰度级
遥感数字图像的基本特点

1 2 3 4
遥感数字图像处理
主讲教师：杜华强
浙江农林大学环境与资源学院 2019年09月
第一章绪论 Chapter 1 Introduction
教学要求：
1、了解图像与数字图像的概念 2、掌握遥感数字图像处理的概念、主要方法及主要内容 3、掌握遥感图像的数字化及遥感数字图像的基本特点 4、了解遥感数字图像的处理软件。
教学重点：
图像与数字图像、遥感图像数字化及特点
教学内容
1.1 1.2 1.3 1.4 遥感数字图像遥感数字图像处理的基本概念遥感数字处理系统遥感数字图像处理的发展及与其他学科的关系
1.1遥感数字图像
图像：是对客观对象的一种相似性的描述或写真，它包含了被描述或写真对象的信息，是人们最主要的信息源。
信息标题
信息标题结构字节数、位图的宽度、 (BITMAPINFOHEADER) 高度、每像素的位数、位图颜色索引数等调色板信息储存了biBitCount个RGBQUAD （RGBQUAD）个结构， RGBQUAD结构成员变量包含蓝、绿、红的亮度在不压缩时，位图文件是按行顺序实际图像信息存储，每一行从左到右进行存储。每行在位图中的存储位置是按照从下到上的顺序进行的。
图像用以下常用的三种方式存贮在磁带或其他的介质上如光盘

数字图像处理ch01(MATLAB)-课件

2024/10/12
第一章绪论
17
2024/10/12
第一章绪论
18
2024/10/12
第一章绪论
19
2024/10/12
第一章绪论
20
<2>几何处理
放大、缩小、旋转，配准，几何校正，面积、周长计算。
请计算台湾的陆地面积
2024/10/12
第一章绪论
21
<3>图象复原
由图象的退化模型，求出原始图象
图像处理是指按照一定的目标，用一系列的操作来“改造”图像的方法.
2024/10/12
第一章绪论
7
➢图象处理技术的分类(从方法上进行分类)[2]
1．模拟图象处理（光学图像处理等）
用光学、电子等方法对模拟信号组成的图像，用光学器件、电子器件进行光学变换等处理得到所需结果（哈哈镜、望远镜，放大镜，电视等）.
2024/10/12
第一章绪论
22
<4>图象重建[3]
[3]此图像来自罗立民，脑成像，
2024/10/12
第一章绪论
23
/zhlshb/ct/lx.htm
2024/10/12
第一章绪论
图形用户界面，动画，网页制作等
2024/10/12象处理的基本概念，和基本问题，以及一些典型的应用。
2024/10/12
第一章绪论
33
提问
摄像头(机),扫描仪,CT成像装置,其他图象成像装置
2)图象的存储
各种图象存储压缩格式(JPEG,MPEG等),海量图象数据库技术
3)图象的传输
内部传输(DirectMemoryAccess),外部传输(主要是网络)

ch1测量误差与数据处理(用)

应知1 应知1：测量误差的两种表示方法要点4.相对误差要点4.相对误差
引用误差实际上是给出了仪表各量限内，引用误差实际上是给出了仪表各量限内，绝仪表各量限内对误差不应超过的最大值△ 对误差不应超过的最大值△xm ＝γm ×xm 电工仪表常分为0.1、、、、、、电工仪表常分为、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、 5.0共七个级别，这些准确度等级就是按照引共七个级别，共七个级别用误差来划分的。用误差来划分的。级的电表，如，0.5级的电表，就表明其 m≤±0.5%，并级的电表就表明其γ ± ，在表面刻度盘上标以0.5级的标志级的标志。在表面刻度盘上标以级的标志。
应知1 应知1：测量误差的两种表示方法要点3.绝对误差要点3.绝对误差
利用修正值和计量器具示值，利用修正值和计量器具示值，可得到被测量的实际值Ａ＝x＋ＣＡ＝＋Ｃ例如，某电流表的量程10mA，查该电流表的例如，某电流表的量程，检定证书，检定证书，得知该电流表的修正值为 -0.02m Ａ，利用该电流表测量某电流利用该电流表测量某电流，Ａ，利用该电流表测量某电流，其示值为 7.8mA，则被测电流的实际值为？，则被测电流的实际值为？
应知1 应知1：测量误差的两种表示方法要点2.测量误差的来源要点2.测量误差的来源
3．环境误差．由于各种环境因素与要求的条件不一致所造成的误差。所造成的误差。测量时，由于温度、湿度、电源电压、测量时，由于温度、湿度、电源电压、电磁场、电磁场、大气压强等影响因素所造成的误差。误差。
应知1 应知1：测量误差的两种表示方法要点4.相对误差要点4.相对误差
若电表有几个量程，若电表有几个量程，则在所有的量程上均取γ 均取 m ＝±0.5 %。。各量程的绝对误差是不一样的，各量程的绝对误差是不一样的，但我们认为只有一个最大绝对误差△ 认为只有一个最大绝对误差△xm 。

图像处理02-数字图像表示及处理

灰度级：表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。

一幅数字图像中不同灰度级的个数称为灰度级数，用G表示。
量化

灰度级数就代表一幅数字图像的层次。图像数据的实际层次越多视觉效果就越好。一般来说， G 2 g ，g就是表示存储图像像素灰度值所需的比特位数。若一幅数字图像的量化灰度级数G=256=28级，灰度取值范围一般是0~255的整数，由于用8bit就能表示灰度图像像素的灰度值，因此常称8 bit 量化。从视觉效果来看，采用大于或等于6比特位量化的灰度图像，视觉上就能令人满意。一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像所需的存储空间，即图像的数据量，大小为 M×N×G（bit）
图像的采样：对图像的连续空间坐标x和y的离散化。图像量化：对图像函数的幅值 f 的离散化。

采样

用一个网格把待处理的图像覆盖，然后把每一小格上模拟图像的各个亮度取平均值，作为该小方格中点的值；或者把方格的交叉点处模拟图像的亮度值作为该方格交叉点上的值。对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为N 个，每列（即纵向）像素为M个，则图像大小为 M×N个像素，从而f(x,y)构成一个M×N实数矩阵，对一幅图像采样时，若每行（即横向）像素为N 个，每列（即纵向）像素为M个，则图像大小为 M×N个像素，从而f(x,y)构成一个M×N实数矩阵

图像数字化概念：

图像数字化
模拟图像

数字图像
正方形点阵
具体来说，就是把一幅图画分割成如图所示的一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅点阵式的数字图像。它包括采样和量化两个过程。像素的位置和灰度就是像素的属性

小波变换课件ch1小波分析及其在信号处理中的应用

A的闭包
1.1.5 平方可积空间与平方可和空间
如果将Euclidean空间中的内积定义具体化为则称以满足的f(x)为元素的线性空间为平方可积空间，记为。
平方可积空间是Hilbert空间希腊字母：kai
的序列为元素的线性空间为平方可和空间，记为。
式中c为一序列，则称以满足
傅里叶（Fourier)分析是数字信号处理的基础，也是现代信号处理的出发点。它将信号分析从时间域变换到了频率域。
泛函简介
1.1.1 线性空间
一个线性空间是一个在标量域（实或复）F上的非空矢量集合L，并且对于其元素定义了如下性质的加法和标量乘法：加法的封闭性；加法的交换律；加法的结合律；零元；加逆；乘法的封闭性；乘法结合律；存在单位标量1，1·x＝x；乘法的分配律。
对于一个有限长序列 ,称为它的离散Fourier变换 (Discrete Fourier Transform, DFT)。
逆变换定理：
在过去200年里， Fourier分析在科学与工程领域发挥了巨大的作用，但Fourier分析也有不足：用傅立叶变换提取信号的频谱需要利用信号的全部时域信息。傅立叶变换没有反映出随着时间的变化信号频率成分的变化情况。傅立叶变换的积分作用平滑了非平稳信号的突变成分。利用DFT作信号分析，就是通过在频域上用等间隔划分的窗口对信号进行的“观察”，而这一“观察”数据是时域上N点数据的共同贡献。
02
1.5 窗口Fourier变换
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03
04
定义频域窗函数，其条件是
频域窗函数的中心频率
频域窗函数的有效频率半径
考察
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正频率
窗函数的定义实际上就是对函数衰减性的控制，也就是说窗函数具有在坐标轴上具有很好的衰减性，从而达到对坐标轴进行局部化的目的。窗函数所确定的窗口是对它的局部性的一次刻画，它是可用来对信号进行时频局部化分析的基本函数，而窗函数本身则可由窗口的尺度来表征其局部性，若越小，则说明在时域上的局部化程度越高。

数字信号处理课后习题Ch1

数字信号处理课后习题详解第一章1.1 试画出正弦序列sin(16πn /5)的波形，它是不是一个周期序列？若是，其周期长度是多少？解：matlab 环境下实现源代码如下： n=[0:15]; y=sin(16*pi*n/5);stem(n,y); xlabel('n'); ylabel('x(n)') 图形如下图所示。

2251685p q πππβ===，取k =p ，则周期N =p =5，即sin(16πn /5)是一个周期序列，周期长度为5；图中也可以看出这点。

1.2 判断下列序列是否是周期序列，若是，确定其周期长度。

(1) 3()cos(74x n n ππ=−解：2214337p q πππβ===∵ p ，q 是互为质数的整数，取k =q 则周期N =p =14∴周期长度为14 (2) 7cos()4sin()(nnn x ππ−=解：1284N ππ== 22147N ππ==∵N 1，N 2最小公倍数为56 ∴其周期长度为561.3 试画出如下序列的波形(1) x(n)=3δ(n+3)+2δ(n+1)-4δ(n-1)+2δ(n-2) (2)x(n)= 0.5n R 5(n)解：(1)(2)1.4 今对三个正弦信号)2cos()(1t t x a π=、)6cos()(2t t x a π−=、)10cos()(3t t x a π=进行理想采样，采样频率为π8=Ωs ，求这三个采样输出序列，比较其结果。

画出x a 1(t )、x a 2(t )、x a 3(t )的波形及采样点位置并解释频谱混叠现象。

解：matlab 环境下实现源代码如下：t=-1:0.01:1; x1=cos(2*pi*t); x2=-cos(6*pi*t); x3=cos(10*pi*t); t2=-1:0.25:1; y1=cos(2*pi* t2);y2=-cos(6*pi* t2);y3=cos(10*pi* t2);subplot(311)plot(t,x1);xlabel('t');ylabel('Xa1(t)') holdstem(t2, y1)subplot(312)plot(t,x2);xlabel('t');ylabel('Xa2(t)') holdstem(t2, y2)subplot(313)holdstem(t2, y3)plot(t,x3);xlabel('t');ylabel('Xa3(t)') 三个信号波形已知πω8=，则4182,42===πππωs T 。

数字图像处理课件 ch1

Research Domain
n Computer Vision and Computer Graphics n VR & AR n Cognitive Computational Model
3
Research Interests
n Functionality Understanding n Human Centric Design and Generation n Cognitive Computational Model
n Sometimes, these systems are imperfect
and introduce noise, distortion, or other
artifacts.
conveys information.
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Relationship of Signal Processing to other fields
n As long as people have tried to send or
receive through electronic media : telegraphs,
Computer Vision
8
Computer Vision
9
Computer Vision
10
Human-Centric Generation
11
Human-Centric GeneratiRules
• Please arrive in good time.
• Please switch off your phone before entering the room.
• No photo or video recordings please.