旋转和缩放不变的联合变换报告——极-梅林变换的Matlab仿真分析
仿真_2_matlab模型转换

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MATLAB中传递函数的描述(miáo shù)方法
传递函数有三种常用形式(xíngshì):
(1)一般形式(xíngshì)
G(s)
Y (s) U (S )
bmsm bm1sm1 b1s b0 sn an1sn1 a1s a0
两边取拉氏变换后可得:
定义
(sn an1sn1 a1s a0 )Y (s) (bmsm bm1sm1 b1s b0 )U(S)
G(s)
Y (s) U (S )
bmsm bm1sm1 b1s b0 sn an1sn1 a1s a0
为系统的传递函数
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传递函数的主要(zhǔyào)性质: ➢1、只用于线性、定常和集中参数(cānshù)系统; ➢2、传递函数只与系统的结构参数有关,与系统的变量无关; ➢3、传递函数是S的有理函数,分母的阶次大于分子的阶次; ➢4、U(S)是系统的特征多项式, U(S)=0是特征方程。特征多项式的阶次
D=zeros(2),sys1=ss(A,B,C,D)
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4、内部模型(móxíng)-系统结构图
系统结构图是系统中每一个元件或环节的功能和 信号流向的图解表示(biǎoshì)。主要特点:
➢1、描述非常形象直观; ➢2、利用结构图的等效变换和化简规则,可以容易地 根据各个环节的模型求出整个系统的模型;
因此,系统建模是系统仿真的基础。
本课程主要讨论连续系统仿真问题,由此本章主要介绍 连续系统的数学模型及其MATLAB中的表示方法。
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过程控制系统、调速系统等都是确定型的连续系统,它们共同之处 是系统状态变化在时间上是连续的,可以用方程式描述系统模型。
实验报告基于Matlab的控制系统仿真1

实验一 基于Matlab 的控制系统模型姓名 学号 班级机械一、实验目的1) 熟悉Matlab 的使用环境,学习Matlab 软件的使用方法和简单编程方法。
2) 学习使用Matlab 软件进行拉氏变换和拉式反变换的方法。
3) 学习使用Matlab 软件建立、转换连续系统数学模型的方法。
4) 学习使用Matlab 软件分析控制系统稳定性的方法。
二、实验原理1. 拉氏变换和反拉氏变换(1) 拉氏变换syms a w tf1=exp(-a*t)laplace(f1)f2=2laplace(f2)f3=t*exp(-a*t)laplace(f3)f4=sin(w*t)laplace(f4)f5=exp(-a*t)*cos(w*t)laplace t-t (f5)(2) 拉氏反变换syms s a wf 1=1/silaplace(f 1)f 2=1/(s+a)ilaplace(f 2)f 3=1/s^2ilaplace(f 3)f 4=w/(s^2+w^2)ilaplace(f 4)f 5=1/(s*(s+2)^2*(s+3))ilaplace(f 5)…2. 控制系统模型的建立和转化传递函数模型:112m 112+()+m m n n nb s b s b num G s den a s a s b --++==++…… 零极点增益模型:1212()()()()()()()m n s z s z s z G s k s p s p s p ---=--- (1) 建立系统传递函数模型22(1)()(2)(3)56s s s s G s s s s s ++==++++ num=[1,1,0]den=[1,5,6]Gs1=tf(num,den)(2) 建立系统的零极点模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]Gs1=zpk(z,p,k)(3) 传递函数模型转化为零极点模型num=[1,1,0]den=[1,5,6]Gs1=tf(num,den)[z,p,k]=tf2zp(num,den)Gs2=zpk(z,p,k)(4) 零极点模型转化为传递函数模型z=[0,-1]p=[-2,-3]k=[1]Gs1=zpk(z,p,k)[num,den]=zp2tf(z',p',k)Gs2=tf(num,den)3. 用Matlab 进行传递函数部分分式展开5434321139+52s+26()1035+50s+241 2.530.5 1s+4s+3s+2s+1num s s s G s den s s s ++==++-=++++num=[1 11 39 52 26]den=[1 10 35 50 24][r,p,k]=residue(num,den)4. 连续系统稳定性分析已知传递函数,试求该系统的闭环极点并判断系统的稳定性。
刚体变换 matlab -回复

刚体变换matlab -回复如何在Matlab中进行刚体变换。
刚体变换是计算机图形学中的重要概念之一,它可用于在三维空间中对对象进行平移、旋转和缩放等操作。
在Matlab中,通过使用变换矩阵来实现刚体变换。
本文将以如下内容为主题,详细介绍如何在Matlab中进行刚体变换:1. 刚体变换概述2. 平移变换3. 旋转变换4. 缩放变换5. 组合变换6. 刚体变换的应用1. 刚体变换概述:刚体变换是指在三维空间中对物体进行平移、旋转和缩放等操作,同时保持物体的形状和大小不变。
刚体变换可以描述为一个4x4的变换矩阵,通过变换矩阵,可以对物体进行各种变换操作。
2. 平移变换:平移变换是将物体沿着指定的方向平移一定的距离。
在Matlab中,可以使用translate函数来实现平移变换,其语法为:T = translate('xyz', [dx dy dz])其中,'xyz'表示平移方向,可以是'x'、'y'、'z'分别代表三个坐标轴;[dx dy dz]表示每个坐标轴上的平移距离。
3. 旋转变换:旋转变换是将物体围绕某个点或某个轴进行旋转。
在Matlab中,可以使用rotate函数来实现旋转变换,其语法为:T = rotate('axis', angle)其中,'axis'表示旋转轴,可以是'x'、'y'、'z'分别代表三个坐标轴;angle表示旋转角度。
4. 缩放变换:缩放变换是改变物体的大小。
在Matlab中,可以使用scale函数来实现缩放变换,其语法为:T = scale([sx sy sz])其中,[sx sy sz]表示在每个坐标轴上的缩放比例。
5. 组合变换:通过组合平移、旋转和缩放变换,可以实现更复杂的变换效果。
在Matlab中,可以使用compose函数来实现变换的组合,其语法为:T = compose(T1, T2, ...)其中,T1、T2等表示已经定义好的变换矩阵。
matlab拉氏变换

MATLAB拉氏变换拉氏变换(Laplace Transform)是一种常用于信号处理和控制系统分析的数学工具。
它将一个函数从时域转换到复频域,使得分析和处理连续时间系统更加方便。
MATLAB是一种强大的数值计算软件,提供了丰富的函数和工具箱,可以方便地进行拉氏变换的计算和分析。
什么是拉氏变换?拉氏变换是一种将函数从时域(时间域)转换到复频域的数学变换。
它通过将一个函数表示为复频域上的积分形式,使得原本复杂的微分方程可以转化为简单的代数方程。
拉氏变换可以用来解决线性时不变系统的微分方程,以及分析信号的频谱特性和系统的稳定性。
对于一个连续时间函数 f(t),其拉氏变换 F(s) 定义如下:F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞] f(t) * e^(-st) dt其中,s 是复频域变量,它可以是实数或复数。
拉氏变换后的函数 F(s) 表示了原始函数 f(t) 在复频域上的频谱特性。
MATLAB中的拉氏变换MATLAB提供了多个函数和工具箱,可以方便地进行拉氏变换的计算和分析。
下面介绍几个常用的函数和工具箱。
1. laplace函数laplace函数是MATLAB中用于计算拉氏变换的函数。
它的语法如下:F = laplace(f)其中,f 是输入函数,F 是输出函数。
laplace函数会自动计算函数 f 的拉氏变换,并返回结果。
2. ilaplace函数ilaplace函数是MATLAB中用于计算拉氏逆变换的函数。
它的语法如下:f = ilaplace(F)其中,F 是输入函数,f 是输出函数。
ilaplace函数会自动计算函数 F 的拉氏逆变换,并返回结果。
3. Control System ToolboxControl System Toolbox 是MATLAB中的一个工具箱,提供了丰富的函数和工具,用于分析和设计控制系统。
它包含了多个函数,可以方便地进行拉氏变换和控制系统分析。
使用 Control System Toolbox,可以进行拉氏变换的计算、绘制频率响应曲线、计算系统的稳定性等。
amesim与matlab联合仿真步骤(自己总结)(精)(2021年整理精品文档)

(完整版)amesim与matlab联合仿真步骤(自己总结)(精)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整版)amesim与matlab联合仿真步骤(自己总结)(精))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整版)amesim与matlab联合仿真步骤(自己总结)(精)的全部内容。
Amesim 与 matlab 联合仿真参数设置实验软件平台Matlab2009a , amesimR8a , VC6.0 企业版(英文版步骤:1 将 VC++中的”vcvar32。
bat" 文件从 Microsoft Visual C++目录(通常是。
\Microsoft Visual Studio\VC98\Bin 中拷贝至 AMESim 目录下。
2 设置环境变量:我的电脑—〉属性—〉高级—〉环境变量。
设置AMESim 环境变量:变量名 AME ,值为其安装路径如安装在 C 盘中则值为C:\+amesim 安装路径。
设置 Matlab 环境变量:变量名 MATLAB 值为 D:\MATLAB,此处我安装的 matlab 在 D 盘根目录下。
确认在系统环境变量 PATH 中包含系统安装目录 C:\WINDOWS\system323 在 Matlab 的目录列表里加上 AMESim 与 Matlab 接口文件所在的目录%AME%\matlab\amesim。
File—〉 Set Path—〉 Add Folder 加上需要联合仿真的 amesim 文件目录和 C:\AMEsim\matlab\amesim(注意 R8A 版本是将%AME%\scripting\matlab\amesim 设置到 MATLAB 路径中加入matlab 默认路径中4 将联合仿真的许可证文件 licnese。
基于MATLAB的二次通用旋转组合设计方法在化工中应用的仿真设计

摘要 : 化工 生产过程影响 因素多 , 用机理 复杂 , 难得 到影 响 因子与 目标值 的 函数关 系方程 . 文通 作 很 本 过实例介绍了二次通用旋转组合设计 方法 在化 工中的应用 , 预测 回归方程可 以较好预测 各 因素在 不同
条件下对 目标值的影响效果 , 很好地用于指导实践操作. 关 键 词 : T A 回归分析 ; MA L B; 旋转 回归
H 0=2 gmm ( ¥F+( 一) N a a4 N P 1
me P : E E1 . l :
K 0=2 gm ^ a ma 4%( F+( 一) m ) n P1 c / o F 0=( F+( - ) N m 一 P 1 E N P2 e ( 一 )
4 回归方程 的显著性检验
3 回归系数 的计算
4 1 对 回归方 程进 行失拟 性 和显著 性检 验 .
为 了 以较 少 的实 验 次 数 而得 到 大 量 的信 息 , 本 实验采 用二 次数 学模 型 , 就是用 二次 多项 式 , 也
二 次模 型如 下 :
P <, p
F =
Sl s g A
,
式 中 : , 失拟平 方 和及 自由度 , s 为 J s 平 方 和及 自由度.
,
为误 差
Y b+ +∑ ・ +∑b・j = 。 x i x+∑b。
3 1 二次通 用 旋转 组 合设 计 中 回 归 系数 的参 数 .
E F K 、 0 E 、 0计算 、 、0 F 、0 G
3 2 回归 系数 b 、j m)b ( n 的计算 . 0 b ( 、 m, ) j
Y=[ .4 0 9 780 9 040 9 220 9 09 0 9 2 .2 .2 .0 .5 6
matlab刚体变换

matlab刚体变换
在MATLAB中,刚体变换通常指的是对三维空间中的点、向量或
坐标系进行平移、旋转和缩放等操作。
MATLAB提供了一些函数和工
具箱来进行刚体变换。
1. 平移变换,平移变换是将点或坐标系沿着指定的方向移动一
定的距离。
在MATLAB中,可以使用平移矩阵来实现平移变换。
平移
矩阵是一个4x4的矩阵,其中前三列表示坐标轴上的平移向量,最
后一列表示原点的偏移量。
2. 旋转变换,旋转变换是将点或坐标系绕着指定的轴旋转一定
的角度。
在MATLAB中,可以使用旋转矩阵或旋转向量来实现旋转变换。
旋转矩阵是一个3x3的正交矩阵,描述了绕坐标轴旋转的变换。
旋转向量是一个包含旋转轴和旋转角度的向量。
3. 缩放变换,缩放变换是改变点或坐标系的尺寸,可以通过缩
放矩阵来实现。
缩放矩阵是一个对角矩阵,其中对角线上的元素表
示各个坐标轴上的缩放比例。
MATLAB提供了一些函数和工具箱来进行刚体变换,如
`affine3d`和`tformarray`等。
这些函数可以方便地进行平移、旋
转和缩放等操作,并且可以进行多个变换的组合。
此外,MATLAB还提供了一些可视化工具,如`plot3`和
`quiver3`等,可以用于可视化刚体变换的结果。
这些工具可以帮助
我们更直观地理解和分析刚体变换的效果。
总结起来,MATLAB提供了丰富的函数和工具箱来进行刚体变换,包括平移、旋转和缩放等操作。
这些功能可以帮助我们在三维空间
中对点、向量或坐标系进行灵活的变换和操作。
Matlab教学第六章 MATLAB线性变换及其特征

1
1
1
1
25
4 对称矩阵与二次型主轴
• 对称矩阵的特点是所有元素关于主对角线对称,即A’A。 所以对称矩阵一定是方阵。前面曾要求读者特别注意A是 对称矩阵时x与Ax的对应关系,其特点就是Ax呈椭圆形状, 在椭圆的两个主轴方向,Ax与x在一条直线上长度差λ倍, 即Axλx。当Ax与x方向相同时,λ为正数;当Ax与x方向 相反时,λ为负数;22变换有两个特征值,在相互正交的 两个主轴方向,各有一个λ。
Lecture 6
Linear Algebra with MATLAB
线性变换及其特征 (MATLAB)
1
• Linear Algebra with Applications using MATLAB
•
线性代数很抽象吗?
你应该感到它的概念都以形象作基础。
•
线性代数很冗繁吗?
你应该懂得它的计算全有简明的程序。
例如矩阵A1在第一特征向量
值为 1(1) 1 ,即横轴
p1(:,1)
1
0
方向的特征
正方向的增益为1,其结果是把原图中横轴正方向的 A部,1在分第变二换特到征新向图量的负p方1(:向, 2 )去的了方10;向的特征值为λ1(2)=1
即纵轴正方向的增益为1,因而保持了新图和原图在纵
轴方向尺度不变。
如果做一个基坐标的旋转变换让坐标轴转过45度此椭圆的主轴就与新的坐标方向y1y2相同如图b所示即令y1x1cosx2siny2x1sinx2cos用矩阵乘法表为cossinsincos其逆变换r为因此用此变换式代入二次型的表达式有本题中45代入p和r可得于是得到cossinsincos所以从几何图形上寻找二次型主轴的问题在线性代数中就等价于使矩阵经过正交变换或相似变换r注意这又是一个几何名词说明被变换的图形的形状和尺寸保持不变使矩阵a对角化
基于光学小波联合变换相关器的图像尺度和旋转不变识别

基于光学小波联合变换相关器的图像尺度和旋转不变识别文云;黄晓菁【期刊名称】《南昌大学学报(理科版)》【年(卷),期】2016(040)005【摘要】提出一种基于光学小波联合变换相关器的图像识别系统.该系统对光学图像具有较高的识别力,并可实现图像的尺度和旋转不变识别.首先应用对数极坐标-梅林变换对参考图像和待测图像进行预处理,然后同时置于光学联合变换相关器的输入面上,在空间频谱面上通过小波滤波实现图像的光学小波变换,最后在输出面上得到二者的互相关峰.Matlab仿真结果表明,该系统同时排除了因图像尺度变化和旋转造成的干扰,并得到很好的峰噪比和识别力.%An image recognition system based on optical wavelet joint-transform correlatorwas presented to recognize the scale and rotation of the optical image with a high discernment.The referenceand target images were preprocessed by using Logpolar-Mellin Transform before being placed on the input plane of jointtransform correlator at the same time.The optical wavelet transform of the image was realized by the wavelet filter on the spatial frequency spectrum plane.Finally the systemreachedits cross-correlation peak on the output plane.Matlab simulation results showed that the system can eliminate the interference caused by the scaling and rotation of the target image simultaneously,providing good effectiveness for PNR and ACR.【总页数】5页(P431-435)【作者】文云;黄晓菁【作者单位】集美大学理学院,福建厦门 361021;集美大学理学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】TN911.74【相关文献】1.实现光学图像识别的基于液晶光调制器的联合变换相关器 [J], 吕楠楠2.基于旋转、平移和尺度不变的平稳小波图像去噪 [J], 李晋炬;马志峰;吴琼之;杜娟3.基于小波包多尺度变换的旋转伸缩不变特征提取 [J], 王春光;高广珠;余理富4.旋转和尺度不变的光学相关图像识别 [J], 窦春升5.基于联合变换的旋转不变光学图像加密 [J], 韩振海;刘秋武;刘艺;王仕璠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
Fourier-Mellin变换图像配准算法研究

SJ006-1 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕业设计说明书题目:Fourier-Mellin变换图像配准算法研究二级学院:电气与光电工程学院专业:电子信息工程班级:12信Y2学生姓名:马俊鑫学号:12120615指导教师:吴峰职称:副教授评阅教师:职称:2016年5 月摘要图像配准技术如今在许多方面都有应用而且已经成为了不可或缺的一种技术。
本文基于傅立叶梅林变换的研究,通过对图像进行平移、旋转、缩放等一系列变换对两幅或几幅待配准的图像进行配准的方法。
首先本文介绍了图像配准技术的意义、目的、研究背景及国内外发展现状。
此外,还简略介绍了图像配准技术的基本原理及关键步骤。
其次讨论傅立叶变换的基本原理。
研究傅立叶梅林变换的相关算法,介绍相位相关算法和频域配准算法,图像的边缘检测和提取的算法。
接着论述了与图像配准相关的傅立叶变换特性如:平移变换、旋转变换以及缩放变换等。
然后分析基于Fourier-Mellin变换的图像配准的原理以及主要技术,针对在配准的过程中配准精度降低的情况,讨论改进的方法,给出了图像配准的流程。
最后开展Fourir-Mellin变换的图像配准仿真、分析、仿真结果。
给出通过高通滤波以及加窗提高图像的信噪比,提高了图像的配准精度。
关键词:傅立叶梅林;图像配准;相位相关算法;傅立叶变换AbstractImage registration technology has been applied in many aspects and has become an indispensable technology.In this paper, based on the research of Fourier-Mellin transform,Through the image translation, rotation, scaling, and a series of transformation of two or a few images to be registered for the registration method.First of all, this paper introduces the significance, purpose, research background and development status of the image registration technology.In addition, the basic principles and key steps of image registration are briefly introduced.Secondly, the basic principle of Fu Liye transform is discussed.Fourier-mellin transform correlation algorithm, introduced the phase correlation algorithm and frequency domain registration algorithm, image edge detection and extraction algorithm.Then it discusses the characteristics of Fourier transform, such as translation transformation, rotation transformation and scaling transformation, and so on.Then, the principle and main technology of image registration based on Fourier-Mellin transform are analyzed,In the process of registration, the registration accuracy is reduced,The improved method is discussed, and the flow of image registration is given.Finally, the simulation, analysis and simulation results of Fourir-Mellin transform are carried out.The signal to noise ratio of the image is improved by using high pass filtering and adding window, and the image registration accuracy is improved.Key words: Fourier - Mellin ; Image registration; Phase correlation; Fourier transform目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3 本文设计要求 (4)1.4 图像配准的流程和要素 (4)1.5 本章小结 (5)第二章傅立叶变换算法 (6)2.1 傅立叶变换 (6)2.1.1 傅立叶正变换 (6)2.1.2 傅立叶逆变换 (6)2.2 Fourier-Mellin变换 (6)2.3 相位相关算法 (7)2.4 频域配准算法 (8)2.5 图像边缘特征的提取 (8)2.5.1 边缘检测 (8)2.6 本章小结 (13)第三章傅立叶变换特性 (14)3.1 傅立叶变换的平移特性 (14)3.1.1 图像平移的程序代码实现 (15)3.2 图像旋转变换 (15)3.2.1 旋转变换 (15)3.2.2 图像旋转变换的程序代码实现 (18)3.3 图像比例变换 (18)3.3.1 比例变换 (18)3.3.2 图像比例变换的程序代码的实现 (22)3.4 本章小结 (22)第四章图像配准 (23)4.1 傅立叶图像配准技术 (23)4.2 图像配准技术的分类 (23)4.3 基于FMT的图像配准基本原理 (24)4.4 基于FMT的空间图像配准算法的原理及实现 (25)4.4.1 如何判断旋转系数的方法 (25)4.4.2 图像配准算法中的插值 (26)4.4.3 图像配准的流程图 (27)4.5 基于特征的配准方法 (29)4.6 基于灰度的配准方法 (30)4.7 降低配准精度的原因和改善方法 (30)4.7.1 图像的有限采样和截断误差 (30)4.7.2 旋转引起的混叠现象 (31)4.7.3 由笛卡尔坐标系向对数-极坐标系转化的误差及插值错误 (31)4.8 实验过程 (32)第五章仿真 (33)1 实际操作 (33)2 实验总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)第一章绪论1.1 研究背景现如今,越来越多的科学研究领域都开始注意到图像配准的重要性,图像配准的作用就是把两幅或者几幅在不同因素影响下获取的图像进行整合配准,例如图像一幅来自照相机一幅来自手机,两幅图像一幅拍摄于早上,一幅拍摄于晚上,一幅是仰视拍摄,一幅是俯视拍摄等等,或者有时不一定是同样的事物也会遇到不同事物的图像配准问题。
基于MATLAB的傅里叶梅林变换算法图像拼接的实现

基于MATLAB的傅里叶梅林变换算法图像拼接的实现
陈芳民;李馨迟;付明;马森;尚媛园
【期刊名称】《首都师范大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2009(0)S1
【摘要】快速傅立叶变换(FFT)改进了离散傅立叶变换(DFT)的计算过程,被广泛应用于数字图像的实时处理中.在相位相关技术的基础上,提出了一种新的图像配准算法,即在需要配准的两幅图像中心选取相同区域大小,进行傅里叶梅林变换,变换后是一个二维脉冲信号,由此而得到图像配准参数.实验结果表明了该算法的有效性和可靠性.
【总页数】4页(P48-51)
【关键词】图像配准;图像融合;相位相关;傅立叶变换;傅里叶梅林变换
【作者】陈芳民;李馨迟;付明;马森;尚媛园
【作者单位】首都师范大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.一种傅里叶-梅林变换空间图像快速配准算法 [J], 焦继超;赵保军;周刚
2.基于傅里叶梅林变换的SURF算法 [J], 那彦;廖萌萌
3.基于四元数傅里叶梅林变换的RST不变彩色图像水印算法 [J], 钟艳
4.基于小波傅里叶梅林变换的数字水印算法 [J], 付炜;景源
5.基于傅里叶梅林预处理的SIFT图像拼接算法 [J], 唐泽恬;杨文韬;祝昆;陈祖星因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
MATLAB实验报告——运用MATLAB求解和分析线性时不变系统资料

MATLAB实验报告课程名称 MATLAB程序设计实验日期 2015 年 05 月 11 日学生姓名学号班级实验名称运用MATLAB求解和分析线性时不变系统实验仪器MATLAB7.1 Windows XP实验目的1.熟悉线性时不变LTI系统在典型激励信号下的响应及其特征。
2.掌握线性LTI系统单位冲激响应的求解方法。
3.熟悉MATLAB的相关函数的调用格式和作用。
4.会用MATLAB对系统进行时域分析。
实验基本原理1.Impulse函数功能:计算并画出系统的冲激响应。
调用格式: Impulse(sys):其中sys 可以是利用命令tf,zpk或ss建立的系统函数。
Impulse(sys,t)计算并画出系统在向量t定义的时间内的冲激响应。
Y=impulse(sys,t):保存系统的输出值。
2.Step函数功能:计算并画出系统的阶跃响应曲线。
调用格式: Step(sys):其中sys可以是利用命令tf,zpk,或ss 建立的系统。
Step(sys,t):计算并画出系统在向量t定义的时间内的阶跃响应。
3.Lsim函数功能:计算并画出系统在任意输入下的零状态响应。
调用格式: Lsim(sys,x,t):其中sys可以是利用命令tf,zpk或ss建立的系统函数,x是系统的输入,t定义的是时间范围。
Lsim(sys,x,t,zi):计算出系统在任意输入和零状态下的全响应,sys必须是状态空间形式的系统函数,zi是系统的原始状态。
4.roots函数功能:计算齐次多项式的根。
调用格式: r=roots(b):计算多项式b的根,r为多项式的根。
5.impz函数功能: 求离散系统单位脉冲响应,并绘制其时域波形。
调用格式:impz(b ,a) :以默认方式绘出向量a , b 定义的离散系统的单位脉冲响应的离散时域波形.impz(b ,a ,n) :绘出由向量a , b定义的离散系统在0—n (n必须为整数)离散时间范围内的单位序列响应的时域波形.impz(b ,a ,n1:n2) : 绘出由向量a , b定义的离散系统在n1—n2(n1 , n2必须为整数,且n1<n2)离散时间范围内的单位序列响应的时域波形。
刚体变换 matlab

刚体变换matlab在Matlab中进行刚体变换(Rigid body transformation)是非常常见的操作。
刚体变换指的是对一个物体进行平移、旋转和缩放等操作,而不改变物体的形状和大小。
这在计算机图形学、机器人学和计算机视觉等领域中经常用到。
本文将介绍Matlab中如何进行刚体变换,并且通过实例演示每一步的操作。
首先,让我们从定义刚体变换开始。
刚体变换包括平移(translation)、旋转(rotation)和缩放(scaling)等操作。
在Matlab中,我们可以使用齐次坐标(homogeneous coordinates)表示物体的位置和姿态,通过矩阵乘法来实现刚体变换。
接下来,我们将逐步介绍每个步骤。
第一步,我们先创建一个初始物体。
假设我们有一个矩形,可以通过以下代码创建:matlabrectangle = [0 0; 1 0; 1 2; 0 2];定义矩形的四个角点第二步,我们可以进行平移操作。
平移是将物体沿着指定的方向移动一定的距离。
在Matlab中,平移可以通过以下代码实现:matlabtranslationMatrix = [1 0 tx; 0 1 ty; 0 0 1];定义平移矩阵translatedRectangle = rectangle * translationMatrix;将矩形应用平移矩阵其中,tx和ty分别表示沿x轴和y轴的平移距离。
这样,我们就完成了物体的平移操作。
第三步,我们可以进行旋转操作。
旋转是指将物体绕指定的旋转中心旋转一定的角度。
在Matlab中,旋转可以通过以下代码实现:matlabrotationMatrix = [cos(theta) -sin(theta) 0; sin(theta) cos(theta) 0; 0 0 1];定义旋转矩阵rotatedRectangle = translatedRectangle * rotationMatrix;将平移后的矩形应用旋转矩阵其中,theta表示旋转的角度。
基于四元数傅里叶梅林变换的RST不变彩色图像水印算法
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基于四元数傅里叶梅林变换的RST不变彩色图像水印算法钟艳
【期刊名称】《计算机与现代化》
【年(卷),期】2014(0)5
【摘要】提出一种基于四元数傅里叶梅林变换(QFMT)的RST(旋转、缩放和平移)不变彩色图像水印算法,利用图像的不变质心生成具有平移稳定性的圆形特征区域,对这个圆形区域进行QFMT.利用QFMT幅度谱具有旋转和缩放不变性,在QFMT 幅度谱中嵌入水印信息.该算法不仅可以抗RST攻击,大大提升水印的鲁棒性,而且可以把水印嵌入所带来的误差扩散到载体图像的各个颜色分量之中,扩大水印嵌入的容量.实验结果表明,该方法具有较好的抗压缩性,对RST等攻击有良好的鲁棒性.【总页数】5页(P113-117)
【作者】钟艳
【作者单位】华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006
【正文语种】中文
【中图分类】TP309.7
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基于Matlab的双级矩阵变换器仿真系统设计
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基于Matlab的双级矩阵变换器仿真系统设计基于Matlab的双级矩阵变换器仿真系统设计一、引言矩阵变换器是一种常见的电力电子器件,广泛应用于电力系统中的交流电压和电流的变换和控制。
其主要功能包括电压变换、电流变换、功率流控制等。
为了研究矩阵变换器的工作原理和性能特点,需要进行仿真分析。
本文设计了一种基于Matlab的双级矩阵变换器仿真系统,旨在模拟矩阵变换器的工作过程,并对其性能进行评估。
二、双级矩阵变换器的原理及结构双级矩阵变换器由两级逆变器组成,一级逆变器将直流电压转换为中间直流电压,二级逆变器将中间直流电压转换为交流电压输出。
双级矩阵变换器采用全桥逆变器作为主要组成元件,通过对全桥逆变器的PWM控制实现对输出电压的变换和控制。
矩阵变换器的输出电压波形具有较好的质量和可控性,并能满足电力系统的需求。
三、基于Matlab的矩阵变换器仿真系统设计方案1.系统框图设计本文设计的基于Matlab的双级矩阵变换器仿真系统的框图如下所示:┌───────────────┐参考电压源──────► │ 矩阵变换器││ 仿真模型│─── 输出电压输入电压──────► │ │└───────────────┘2.系统模型建立为了建立双级矩阵变换器的仿真模型,需要对矩阵变换器的元件进行建模。
主要包括半桥逆变器、全桥逆变器、建模参数等。
采用Matlab提供的Simulink工具箱,利用其丰富的电力电子工具箱创建相应的子系统模型,实现矩阵变换器的数学建模和仿真。
3.模型参数配置为了准确模拟双级矩阵变换器的工作特性,需要配置模型的各个参数。
包括目标输出电压、输入电压、变换频率、PWM控制参数等。
这些参数的设置直接影响到矩阵变换器的输出质量和性能。
通过调整这些参数,可以进行不同工况下的仿真测试。
4.仿真分析基于所建立的双级矩阵变换器仿真模型,可以进行不同输入电压、不同PWM控制参数下的仿真分析。
通过观察仿真结果,可以分析矩阵变换器的输出电压波形质量、稳定性、功率损耗等性能指标。
利用MATLAB仿真软件系统进行图像变换域分析

课程设计任务书学生姓名:专业班级:通信1005班指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 利用MATLAB仿真软件系统进行图像变换域分析初始条件:装有matlab的pc机一台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)利用MATLAB仿真软件进行图像的变换域分析。
要求:读取图像并求图像的奇异值(SVD)分解、正交分解(QR)、离散余弦变换(DCT)、离散傅利叶变换(DFT),小波变换(DWT),并保存和显示变换后的图像。
课程设计进度安排:1. 方案设计1天2. 软件设计2天3. 系统调试1天4. 答辩1天指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (2)Abstract (3)1 matlab基本操作 (4)1.1 基础知识 (4)1.2 图像的读取及程序 (4)2 matlab图像操作 (6)2.1 图像的奇异值分解 (6)2.1.1 奇异值分解理论知识 (6)2.1.2程序及运行结果 (6)2.2 图像的正交分解 (9)2.2.1 正交分解理论知识 (9)2.2.2 程序及运行结果 (9)2.3图像的离散余弦变换 (10)2.3.1离散余弦变换理论基础 (10)2.3.2 程序及运行结果 (11)2.4图像的离散傅利叶变换 (12)2.4.1离散傅利叶变换理论基础 (12)2.4.2程序及运行结果 (14)2.5图像的小波变换 (15)2.5.1小波变换的理论基础 (15)2.4.2程序及运行结果 (18)三收获、体会和建议 (221)四参考文献 (23)摘要MATLAB语言是由美国MathWorks公司推出的计算机软件,经过多年的逐步发展与不断完善,现已成为国际公认的最优秀的科学计算与数学应用软件之一,是近几年来在国内外广泛流行的一种可视化科学计算软件。
它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境,而且还具有可扩展性特征。
基于Matlab仿真的图像旋转不变识别
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基于Matlab仿真的图像旋转不变识别
冯升同;郭立群;欧阳荣
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2011(030)001
【摘要】从相干光学信息处理系统出发,以Vander Lugt相关器为基础,利用Matlab软件进行光学相关识别仿真.为了实现图像旋转不变识别,利用圆谐函数二级分量,采用合适而精确的数值算法,综合出圆谐滤波器,并改进成纯位相滤波器.将该滤波器制作成匹配滤波器,用于光学图像识别.仿真结果表明,该滤波器能够识别任意旋转角度的同一类图像,很好地解决了图像旋转不变识别问题.在此基础上,为了多类识别和减少匹配滤波器的个数,引入了圆谐-综合判别函数滤波器.该滤波器能够很好地完成多类目标的旋转不变识别.
【总页数】5页(P5-8,17)
【作者】冯升同;郭立群;欧阳荣
【作者单位】北京石油化工学院数理系,北京,102617;北京石油化工学院数理系,北京,102617;北京石油化工学院数理系,北京,102617
【正文语种】中文
【中图分类】O439
【相关文献】
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旋转和缩放不变的联合变换相关目标识别报告——极-梅林变换的Matlab 仿真分析2015202120040 张智宇联合变换相关器(Joint Transform Correlator, JTC)是利用透镜的两次傅里叶变换得到互相关峰来实现目标识别的。
由于其可以实时、并行地处理光学图像,因此有着巨大的潜在应用价值。
标准的JTC 只能识别畸变较小的目标,如果目标相较参考像有较大角度的旋转或较大比例的缩放,相关峰就会迅速衰减甚至无法识别。
因此JTC 的应用受到了限制。
1.JTC 畸变不变识别技术发展概况实际应用中,目标图像相对于参考图像总会存在不同程度的畸变(尺度和旋转等)。
在这种情况下,系统对真假目标的识别性能称为系统的畸变不变识别能力。
畸变不变识别已成为衡量系统性能的一个重要指标,提高目标畸变情况下联合变换相关器的识别能力十分重要。
围绕提高光学相关目标识别系统的畸变不变识别能力,国内外进行了大量的理论和实验研究。
通过三十多年的发展,人们提出了多种算法,诸如坐标变换法(也称为极-梅林变换法),Zernike 矩,综合识别函数法,圆谐函数展开法,直方图归一化法,本征图像法,滤波器库设计法,神经网路滤波法等等。
这些方法能实现特定应用背景下的某种畸变不变识别,但是没有哪一种方法能够一劳永逸地解决所有情况下的畸变不变性识别问题。
1.1 圆谐函数展开法1982 年,Yuan-Neng Hsu 等人提出用圆谐函数展开(Circular HarmonicExpansion, CHE)法解决目标旋转的识别问题,并利用基于某一圆谐分量的计算机全息图作为匹配滤波器实现了旋转目标的识别。
目标图像f(x,y)可以用极坐标表示为f(ρ,θ)然后可以用指数函数展开成级数的形式:f(ρ,θ)=∑fM (ρ)exp(jMθ)+∞M=−∞ (1-1)f M (ρ)=12π∫f(ρ,θ)exp(−jMθ)dθ2π0 (1-2)如此一来,旋转 φ 后目标函数可以表示为: f(ρ,θ+φ)=∑fM (ρ)exp(jMθ)exp(Mφ)+∞M=−∞ (1-3) 原点处的相关在极坐标中的表达式为:C (φ)=C φ(0,0)=∫ρdρ∫f(ρ,θ+φ)f ∗(ρ,θ)dθ2π0∞0 (1-4)将1-1带入1-4得:C (φ)=∑∑exp (jMφ)∫f M (ρ)+∞0+∞M ′=−∞+∞M=−∞f M ′(ρ)ρdρ×∫exp (j (M −2π0M ′)θ)dθ=2π∑exp(jMφ)∫|f M (ρ,θ)|2ρdρ∞0+∞M=−∞ (1-5) 式(1-5)所示的相关函数包含了圆谐函数各级分量的贡献。
当旋转角φ变化时,显然不满足旋转不变的条件。
而是得到如下结论:当参考信号中包含多个(大于等于2)圆谐函数分量时,相关输出是随旋转角度改变的。
但是,如果参考信号中仅包含一个(某一级)圆谐函数分量,那么相关输出与旋转角度无关,即实现了旋转不变。
应用圆谐函数展开法进行旋转不变的相关识别,其识别性能强烈地依赖于极坐标系的原点的选择及作为参考信号的圆谐函数分量的选择。
一般情况下,选择原则是把原点选在图像的对称中心或非常接近中心的位置,而且选择低级次的圆谐函数分量作为参考信号能取得更好的效果。
1.2综合识别函数法1984年,D. Casasent 提出用综合识别函数(Synthetic Discriminant Function, SDF)制作匹配空间滤波器(Matched Spatial Filter, MSF)进行畸变不变相关识别,才真正在畸变不变的研究上实现了突破。
综合识别函数法早期源自 Braunecker 和Lohmann 的工作,Caulfield 和 Haines 的想法以及 Hester[8]的工作,是目前畸变不变识别算法中最新最有效的研究成果。
SDF 以及由此衍生的许多改进方法显著地提高了光学模式识别的畸变不变识别能力。
SDF 的基本思想是将待识别的图像及其各种畸变形态进行组合,找出综合识别函数,并据此制作 SDF 匹配滤波器。
该滤波器包含某一范围内目标的所有姿态信息,当输入真目标时,相关输出平面内含有较大的相关峰,并且该滤波器对输入的各种畸变状态的真目标都具有相等的相关输出峰值。
因此,基本的综合识别函数法又称为等峰值综合识别函数法。
原始的公式为:F T ℎ=u (1-6)其中,F=[f 1,f 2,f 3…f N ]={f n },为包含特定目标各种畸变的训练图像集,n=1, …, N ;N 为训练集中图像的总数。
所选择的{f n }应能代表目标的各种畸变形态(如旋转和尺度等等)。
矩阵F 的大小为 p×N ,p 代表每个图像f n 的像素数。
是训练图像集的期望输出,为N×1的向量。
p×1的向量h 就是所要求的滤波器向量,称为综合识别函数,它是一个等相关输出。
对 h 的求解算法及修正算法有很多。
1.3梅林变换对于连续信号f(x,y),其梅林变换定义如下:M (p,q )=∬f(x,y)x −(jp+1)y −(jq+1)dxdy ∞∞00(1-7) 其中 p ,q 是实数。
若令ξ=ln x ,η= ln y ,函数f(x,y)表示成F(ξ, η),则上式可以写成: M (p,q )=∫∫F(ξ,η)e −j(pξ+qη)d ∞0ξdη∞0 (1-8)可见,如果先对函数的坐标取对数,函数的梅林变换可以通过傅里叶变换实现。
这使梅林变换的实现变得更加容易和快捷。
可以证明,梅林变换具有尺度不变性:假设函数f(ax,by)是根据信号f(x,y)按比例变化而得到的,根据定义(1-7)式,其梅林变换为: M (p,q )=∬f (ax,by )x −(jp+1)y −(jq+1)dxdy =∞∞00a jp b jq f (ax,by )ax −(jp+1)by −(jq+1)d (ax )d (by )=a jp b jq Mf(x,y) (1-9) 对上式两边取模,可得:|M*f (ax,by )+|=|M*f(x,y)+| (1-10)即,当信号函数按比例发生变化时,其变化前后的梅林变换的模不变。
因此,利用梅林变换可以解决尺度不变识别的问题。
1.4 极坐标变换用坐标(x,y)表示直角坐标系中的点,用坐标(ρ,θ)表示极坐标系中的点。
极坐标变换就是将原来直角坐标系x-y 中的信号变换成极坐标系ρ-θ中的信号。
变换关系如下:{ρ=√x +y θ=arctan y x (1-11)则如图1-1所示,在直角坐标系x-y 中,图像f 2(x ,y)是由f 1(x ,y)旋转角度φ得到的,通过极坐标变换,将两函数映射到极坐标系 ρ-θ 中,分别用f 2(ρ ,θ)和表示f 1(ρ ,θ)。
可以证明,极坐标变换能够将图像的旋转转换为图像的平移。
(a)直角坐标系 (b)极坐标系图1-1 极坐标变换示意图综上可得,极-梅林变换法可以实现图像的平移不变、尺度不变和旋转不变识别。
对图像信号进行两次坐标变换,即对数坐标变换和极坐标变换,再通过傅里叶变换对变换后的图像做光学相关运算。
极-梅林变换法最早是针对 Vander Lugt 相关器提出的。
由于时间和精力有限,选择极-梅林变换来进行仿真验证其旋转、缩放不变性。
2.原型JTC 的畸变识别性能分析在联合变换相关中,参考图像和待识别图像(也称为目标图像)分别置于光轴的两侧,如图 2.1 所示。
其中,FL 表示傅里叶透镜,在输入面P1-xy 上错开一定距离(例如 2a )放置参考图像f(x+a,y)和目标图像g(x-a,y)。
在频谱面P2-ξη上记录下二者的干涉功率谱,再对干涉功率谱进行傅里叶变换,在输出平面P3-uv 上将得到目标图像和参考图像的自相关和互相关,根据相关输出结果,可以进行光学目标识别。
图2-1 联合变换相关示意图在Matlab 中可以很方便地实现上述过程:a. 将输入图像转换为灰度图像,然后对其进行二维傅里叶变化得到其频谱;b. 将频谱矩阵与其复数共轭矩阵相乘即可得到输入图像的功率谱。
将功率谱重归一化后化φρ ,θ)φ为255阶灰度,模拟液晶光阀显示功率谱的过程;c.再进行一次傅里叶变换,即可得到相关输出谱;d.对输出取模平方,归一化,取255阶灰度,得到含相关信息的灰度图像。
图2-2给出了原型JTC对与参照物完全一致的目标的相关结果。
(a)原图(b)处理后的灰度图像(c)功率谱(d)相关峰灰度图像(e)相关峰强度曲线图2-2原型JTC联合变换相关2-2(a)中左上角的坦克为目标,右下角的坦克为参照物,在后面的仿真中将沿用这一设置。
从2-2(d)中可以观察到两个清晰的相关峰,2-2(e)所示的相关峰曲线,纵坐标为像素的灰度值,横坐标为像素的横坐标,其中纵坐标依照以10为底的对数坐标系绘制。
为了对比研究畸变不变识别技术的效果,首先讨论JTC 在未做畸变不变处理(简称为型JTC)时的畸变不变识别能力。
下面从尺度不变和旋转不变两个方面分析原型JTC的畸变不变识别能力。
2.1 原型JTC对尺度变换的畸变识别能力图2-3给出了目标相对参考物缩放的情况,所有的缩放都是以参考物的中心作为基点,缩放倍数用F表示。
依次对2-3的各幅图像进行联合变换相关识别。
输出结果如图2-4和2-5所示。
(a)F=1.02 (b)F=1.05 (c)F=1.1 (d)F=0.9图2-3目标相对参考物进行尺度变换(a)F=1.02 (b)F=1.05 (c)F=1.1 (d)F=0.9图2-4尺度变换后的相关峰灰度图像(a)F=1.02 (b)F=1.05 (c)F=1.1 (d)F=0.9图2-5尺度变换后的相关峰强度曲线对比2-4和2-2(d),以及2-5和2-2(e)可以发现当图像放大2%时,相关峰还可以分辨,而当图像的缩放为5%时,相关峰就已经淹没在噪声中无法分辨。
从仿真结果来看原型JTC 的抗尺度畸变的能力极差,如果目标相对参考物的尺度变化大于3%那么其相关峰就很难被分辨了。
2.2原型JTC对旋转变换的畸变识别能力图2-6给出了目标相对参考物旋转的情况,所有的旋转都是以参考物的中心作为基点,旋转角度用R表示,单位为度(°)。
依次对2-6的各幅图像进行联合变换相关识别。
输出结果如图2-7和2-8所示。
(a)R=1°(b)R=3°(c)R=5°(d)R=-3°图2-6目标相对参考物进行旋转变换(a)R=1°(b)R=3°(c)R=5°(d)R=-3°图2-7旋转变换后的相关峰灰度图像(a)R=1°(b)R=3°(c)R=5°(d)R=-3°图2-8旋转变换后的相关峰强度曲线对比2-7和2-2(d),以及2-8和2-2(e)可以发现当图像旋转1°时,相关峰还可以分辨,而当图像旋转3°时,相关峰就已经淹没在噪声中无法分辨。