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

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1 Introdução ao MATLAB (Aula 3)

Curso de Especialização em Teleinformática e

Redes de Computadores

Departamento Acadêmico de Eletrônica

Universidade Tecnológica do Paraná

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2

Introdução ao MATLAB

Copyright@2007 Prof. Gustavo B. Borba

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

(3)

3

(4)

4 AP tuner

Baixe e instale o “AP tuner” para observar a freqüência do

sinal gerado:

http://www.aptuner.com/cgi-bin/aptuner/apmain.html

Observe a tabela de freqüências das notas musicais

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5

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6

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7

(8)

8 Ler e reproduzir um arquivo “.wav”

Observe o valor de Fs_in, veja que cada arquivo wave tem um freqüência

de amostragem diferente.

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9 Ler e reproduzir um arquivo “.wav”

(10)

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.

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11 Gravando sons com um microfone usando Matlab

r = audiorecorder(Freq_amostragem, nbits, ncanais);

r = audiorecorder(44100, 16, 1);

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12 Trabalho para ser entregue

Produzir as freqüências correspondentes as notas musicais

abaixo:

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”

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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

(14)

14 Criando um menu de execução:

Programa:

playWasFs.m

Parte 1 de 2

Disponível no site

da disciplina.

(15)

15 Criando um menu de execução:

Programa:

playWasFs.m

Parte 2 de 2

Disponível no site

da disciplina.

(16)

16 Exercício:

Creio o aquivo playWavFs2.m com os seguintes adicionais:

-

Mostrar o tempo de reprodução

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17 Gráficos 2D - plot()

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18 Gráficos 2D - plot()

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19 Gráficos 2D - plot()

(20)

20 Gráficos 2D - plot()

(21)

21 Gráficos 2D - plot()



axis(),

set(),

grid,

xlabel(),

ylabel(),

title

(22)

22 Gráficos 2D - plot()

(23)

23 Gráficos 2D - plot()

(24)

24 Gráficos 2D - plot()



legend()

(25)

25 Gráficos 2D - plot()



legend()

(26)

26 Gráficos 3D - plot3()



plot3(X,Y,Z,LineSpec)

(27)

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

(28)

28 meshgrid()

As linhas de X

são cópias do

vetor 1:3

As colunas de Y

são cópias do

vetor 10:14

(29)

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.









₊

−

=

2

2 σ

2 j

i

e

j)

g(i,

(30)

30

(31)

31

(32)

32

(33)

33

(34)

34

(35)

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

(36)

36 Manipulação de matrizes

Exemplo:

Matrizes R,

G e B de

uma

imagem.

(37)

37 Matrizes R, G e B

(38)

38 Manipulação de matrizes

Exemplo:

Matrizes R, G

e B de uma

imagem

concatenadas

em uma

única matriz.

(39)

39 Matrizes R, G e B

1536 colunas

**(512*3)**

1152 linhas

**(384*3)**

(40)

40

(41)

41 imtool() [Obs.: função antiga: imview() ]

Ferramenta interativa que para

obter a coordenada de um pixel e

seu valor.

Exemplo:

Atenção:

(X,Y)

(42)

42 imview()

(43)

43

(44)

44 Manipulação de matrizes

Exemplo: Cópia de uma região de uma imagem RGB (as coordenadas

(45)

45

(46)

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.

www.labiem.cpgei.cefetpr

.br/members/humberto2/t

eaching/pdi/imagens

(47)

47 Tipo de dado struct (estrutura)



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

Permite o armazenamento de

elementos de diferentes tipos.

Cada elemento é um campo

(field) da estrutura.

(48)

48 Tipo de dado struct (estrutura)

Pode-se criar um vetor de estruturas:

índice da estrutura



Os campos são acessados da seguinte forma:

(49)

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.

(50)

50 Tipo de dado struct (estrutura)

(51)

51 Tipo de dado struct (estrutura)

Visualização da estrutura cliente no ArrayEditor

Duplo clique

na variável

Duplo clique para expandir

cada struct do vetor

(52)

52 Tipo de dado struct (estrutura)

Acessando os campos das estruturas

5º elemento do

vetor

movim

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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:

(54)

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.

(55)

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)

(56)

56 Depuração do código (debug)

Verificando:

OK! Todos as movimenteções

do mês 4 foram cerregadas no

vetor movimMes.

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 1349.

É esse o valor de saída que

esperamos da função

(57)

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

(58)

58 Depuração do código (debug)

(59)

59 Depuração do código (debug)

F10

F10 (finaliza)

(60)

60

(61)

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

(62)

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:

(63)

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”

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64 Função find()

Para encontrar os índices de todos os máximos, pode-se

utilizar o seguinte algoritmo:

Supondo o vetor v

v = [1 2 3 3 4 1 4 2]

m = max(v)

i =

find(

v == m

)

im1 = i(1)

im2 = i(2)

valor do máximo:

m = 4

índices dos máximos:

i = [5 7]

índice do máximo 1:

im1 = 5

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65 Reescrevendo a função clienteMaiorMov()

Fazer um Save As...

do arquivo

clienteMaiorMov.m,

criando o arquivo

(66)

66

(67)

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 1...5 (considerando o vetor de estruturas “cliente” do

exemplo)

(68)

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.

(69)

69 Função error()

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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