Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- ps:laboratoare:01 [2018/10/03 09:27]
andrei.nicolicioiu
+++ ps:laboratoare:01 [2020/10/07 18:49] (current)
ionut.gorgos
@@ Line 1: / Line 1: @@
 ===== Laboratorul 01. =====
-În acest laborator ne vom obișnui cu MATLAB și vom face câteva procesări de semnal simple. Majoritatea tehnicilor de procesare de semnal pot fi executate ca operații pe vectori și matrici, deci MATLAB este o unealtă foarte folositoare pentru a face aceste operații.
+În acest laborator ne vom obișnui cu OCTAVE și vom face câteva procesări de semnal simple. Majoritatea tehnicilor de procesare de semnal pot fi executate ca operații pe vectori și matrici, deci OCTAVE este o unealtă foarte folositoare pentru a face aceste operații.
-Pentru acest laborator vom avea ca referință, tutorialul [[http://uk.mathworks.com/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf?s_tid=int_tut | de aici]]
+Pentru acest laborator s-a avut ca referință tutorialul (acum am trecut la Octave) [[https://web.archive.org/web/20180417185102/http://uk.mathworks.com/help/pdf_doc/matlab/getstart.pdf | de aici]]
+Octave poate fi downloadat de aici: [[https://www.gnu.org/software/octave/download.html | Octave]]
 Urmărind capitolul 1 (Quick Start), haideți să facem următoarele exerciții.
@@ Line 18: / Line 20: @@
 . Vectori
-Semnalele pot fi reprezentate ca secvențe de valori, unde în MATLAB se face, de obicei, prin vectori sau matrici. Să începem cu vectorii.
+Semnalele pot fi reprezentate ca secvențe de valori, unde în OCTAVE se face, de obicei, prin vectori sau matrici. Să începem cu vectorii.
 Pentru a genera un vector de valori date, putem scrie pur și simplu ceva de genul:
@@ Line 25: / Line 27: @@
   * Creați un vector cu 7 elemente de unu (folosind funcția 'ones'), iar apoi multiplicați-l cu o constantă. Afișați rezultatul.
   * Creați un vector de 5 valori aleatoare folosind funcția 'rand'. Introduceți în consolă 'help rand' pentru a găsi cum să o utilizați.
-  * Indexarea în Matlab pornește de la 1, deci puteți selecta primul element din vector folosind comanda vec1(1). De asemenea, puteți indexa părți din vector: vec1(2:3) pentru a selecta un vector format din al doilea și al treilea element din vec1. vec1(end-1:end) selectează ultimele 2 elemente din vec1.
+  * Indexarea în OCTAVE pornește de la 1, deci puteți selecta primul element din vector folosind comanda vec1(1). De asemenea, puteți indexa părți din vector: vec1(2:3) pentru a selecta un vector format din al doilea și al treilea element din vec1. vec1(end-1:end) selectează ultimele 2 elemente din vec1.
 . Matrici
@@ Line 89: / Line 91: @@
   * Generați un vector aleator folosind 'rand' și găsiți maximul (folosiți funcția 'max').
-  * Rețineți că MATLAB a fost dezvoltat pentru a fi folosit pe matrici, deci există multe modalități de a manipula matricele.
+  * Rețineți că OCTAVE a fost dezvoltat pentru a fi folosit pe matrici, deci există multe modalități de a manipula matricele.
   * Calculați suma pătratelor elementelor dintr-un vector.
   * Puteți parcurge vectorul folosind instrucțiunea 'for'.
@@ Line 106: / Line 108: @@
 . Grafice
-Graficele sunt unele dintre cele mai tari lucruri în MATLAB, deoarece acestea ne permit să vizualizăm datele noastre.
+Graficele sunt unele dintre cele mai tari lucruri în OCTAVE, deoarece acestea ne permit să vizualizăm datele noastre.
   * Folosiți funcția 'sin' pentru a genera o sinusoidă de frecvență 1 Hz peste 1 secundă (astfel încât ar trebui să obțineți o perioadă completă). Pentru asta trebuie să generați intervalul de timp peste [0 ... 1] în pași foarte mici (e.g. 0.01) și apoi să apelați funcția sin(2*pi*f*t) peste această secvență (unde f este frecvența, t este intervalul de timp, iar pi este numărul 3.1415...) pentru a obține sinusoida ca o secvență.
@@ Line 122: / Line 124: @@
 . Câteva exerciții simple de procesare de semnal
-Cel mai bine este să vă faceți programele MATLAB în script-uri, astfel încât să le puteți reutiliza mai târziu. În acest fel puteți, de asemenea, să vă creați funcții proprii. Pentru acum, haideți să creăm doar niște script-uri.
+Cel mai bine este să vă faceți programele OCTAVE în script-uri, astfel încât să le puteți reutiliza mai târziu. În acest fel puteți, de asemenea, să vă creați funcții proprii. Pentru acum, haideți să creăm doar niște script-uri.
   * Creați un script nou pe care îl numiți 'basic_dsp.m', în care veți scrie comenzile pentru următoarele operații.
@@ Line 136: / Line 138: @@
 /* Make it hidden before lab, unhide afterwards */
-<hidden>
-Un exemplu de cod este acesta:
-<code matlab basic_dsp.m>
-close all;
-f1 = 1;
-f2 = 2;
-x = 0:0.01:1;
-s1 = sin(2*pi*f1*x);
-s2 = sin(2*pi*f2*x);
-h1 = figure;
-plot(x, [s1; s2]);
-xlabel('Time (s)');
-ylabel('Amplitude');
-title('Two sinewaves');
-legend('1 Hz', '2 Hz');
-h2 = figure;
-c = s1 + s2;
-plot(x, c);
-xlabel('Time (s)');
-ylabel('Amplitude');
-title('Sum of the two sinewaves');
-print(h1, '-dpng', 'sine1.png');
-print(h2, '-dpng', 'sine2.png');
-</code>
-</hidden>
 . O aplicație ușoară
@@ Line 180: / Line 155: @@
 Rețineți că o matrice imagine conține numai valori de la 0 la 255.
-<hidden>
-Un exemplu de cod este acesta:
-<code matlab>
-II = IR - R1*0.3 - R2*0.3;
-image(II)
-</code>
-</hidden>
 . Column major
-MATLAB stochează datele în ordine pe coloane (column major). Pentru a testa asta încercați să înmulțiți element cu element două matrici mari (N = 5000) folosind 2 for-uri. Parcurgeți matricea pe rânduri, iar apoi pe coloane. Pentru a măsura timpul puneți funcția 'tic' înainte, iar funcția 'toc' după blocul de cod pe care doriți să îl măsurați. De asemenea, calculați înmulțirea folosind operatorul '.*'. Observați diferențele de timp.
+OCTAVE stochează datele în ordine pe coloane (column major). Pentru a testa asta încercați să înmulțiți element cu element două matrici mari (N = 1000) folosind 2 for-uri. Parcurgeți matricea pe rânduri, iar apoi pe coloane. Pentru a măsura timpul puneți funcția 'tic' înainte, iar funcția 'toc' după blocul de cod pe care doriți să îl măsurați. De asemenea, calculați înmulțirea folosind operatorul '.*'. Observați diferențele de timp.
 <hidden>
-<code matlab test_column_major>
+. BONUS: In fișierul următor aveți o imagine ({{:ps:laboratoare:noisy_img.mat|noisy_img.mat}}) care a fost alterată cu zgomot, valorile unor pixeli devenind foarte mari,
-clear all
+ și ale altora foarte mici. Important este ca pixelii cu zgomot apar destul de rar. Încercați să refaceți imaginea originală. Imaginea e reprezentată ca o matrice cu valori in [0,1] și o vom afișa cu functia imshow(noise_img).
-N = 5000;
+Ideea acestui exercițiu este că zgomotul este rar, asa că in proximitatea unui pixel alterat este șansă mică să existe alt pixel alterat. Asa ca vom Înlocui acel pixel cu o valoare care depinde de pixelii din jurul sau, de exemplu dintr-o zonă de 3x3 pixeli centrată în el.
-A = rand(N);
-B = rand(N);
-C = zeros(N);
-tic
+Posibile soluții:
-for i = 1:size(A,1)
+. filtru medie - înlocuirea fiecărei valori cu media vecinilor. Avantaj: filtru liniar, rapid se reduce la o convoluție.
-    for j = 1:size(A,2)
+. filtru median - înlocuirea fiecărei valori cu mediana vecinilor (valoarea din centrul secvenței sortate). Filtru median are avantajul că NU va fi influențat de valorile extreme ale pixelilor afectați, pentru ca e o sansă extrem de mică ca ei să fie mediana dintr-o zona. În cazul filtrului mediu, pixelii alterați afectează toți pixelii din jurul lor. Dezavantaj: filtru neliniar, mai încet, pentru că mediana e greu de calculat (O(N^2) naiv sau O(N) eficient, unde N e numărul de pixel din vecinatate) și nu se vectorizează ușor.
-        C(i,j) = A(i,j) * B(i,j);
-    end
-end
-time_row = toc
-tic
+Observație pentru asistenți: acest tip de zgomot se numeste salt and pepper. Studentii vor ajunge repede la soluția cu median filter:
-for j = 1:size(A,2)
+https://www.mathworks.com/help/images/noise-removal.html. De recomandat ca punctarea sa se faca doar in cazul implementarilor proprii.
-    for i = 1:size(A,1)
-        C(i,j) = A(i,j) * B(i,j);
-    end
-end
-time_column = toc
-tic
-C = A .* B;
-time_matrix_operation = toc
-</code>
 </hidden>
-. BONUS: In fișierul următor aveți o imagine ({{:ps:laboratoare:noisy_img.mat|noisy_img.mat}}) care a fost alterată cu zgomot, unii pixel devenind foarte mari,
- altii foarte mici. Încercați să refaceți imaginea originală. Pentru a afișa imaginea folosiți functia imshow(noise_img).
-  * Responsabil: [[ionutgorgos@gmail.com|Ionuț Gorgos]]
-  * Data publicării: 1.10.2018

Laboratoare

Resurse

ps/laboratoare/01.1538548064.txt.gz · Last modified: 2018/10/03 09:27 by andrei.nicolicioiu

Show page Old revisions

Media Manager Back to top