【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T、原始圖像、內(nèi)置 FFT、內(nèi)置 IFFT。 輸入界面 程序在 MATLAB 軟件 M 文件中輸入，輸入完畢無誤后，即可運(yùn)行得出結(jié)果。 MATLAB 輸入界面如圖 41 所示： 圖 41MATLAB輸入界面 設(shè)計(jì)結(jié)果 編寫程序使得實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片取灰度，并對(duì)灰度進(jìn)行 FFT 及 IFFT 運(yùn)算，得出相應(yīng)的圖片。同時(shí)利用 MATLAB 軟件系統(tǒng)內(nèi)置的 FFT 及 IFFT 程序進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。 在 MATLAB M 文件中運(yùn)行程 序后，可得到如圖 42 所示的結(jié)果 。 圖 42程序運(yùn)行結(jié)果 課程設(shè)計(jì)說明書 10 通過對(duì)比 MATLAB 軟件中程序運(yùn)行的結(jié)果（即圖 42），可看出自建 FFT 及IFFT 程序與系統(tǒng)內(nèi)置程序運(yùn)行得出的結(jié)果不完全一致。 其中，自建程序得出的圖片比內(nèi)置程序得出的圖片亮度較量些，并且自建FFT2 函數(shù)結(jié)果圖片比內(nèi)置 FFT2 結(jié)果圖片窄。 課程設(shè)計(jì)說明書 11 5 系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話界面 圖形用戶界面（ GUI），是一種提供人機(jī)交互的工具和方法。 GUI 是包含圖形對(duì)象，如窗口、圖標(biāo)、菜單和文本等圖文并茂的用戶界面。 界面設(shè)計(jì) 用 MATLAB 圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì) GUI 點(diǎn)的一般步驟是： 。 。 M 語言編程。 以本設(shè)計(jì)要求為例介紹。 第一步，該選擇本圖形用戶界面需要的控件： 八個(gè)推按鈕 (Push button)，用來運(yùn)行和退出。 六個(gè)軸對(duì)象 (axes)用來顯示自編的原始圖像、 FFT、 IFFT 以及內(nèi)置的原始圖像、 FFT、 IFFT。 完成人機(jī)設(shè)計(jì)界面如圖 51 所示： 圖 51人機(jī)設(shè)計(jì)界面 第二步，設(shè)置控件屬性。 雙擊組件可以設(shè)置文本框，推按鈕的屬性，如顯示大小，名稱和默認(rèn)值等。 第三步，編寫回調(diào)函數(shù)。 組件事件的發(fā)生是通過回調(diào)函數(shù)進(jìn)行工作的?？丶O(shè)置完成后保存，然后運(yùn)行 GUI（操作為 ctrl+T），就會(huì)進(jìn)入 editor 窗口，加入各個(gè)控件功能的函數(shù)代碼。完成后保存即可。 第四步，運(yùn)行 GUI。 運(yùn)行 editor 窗口的程序后，會(huì)彈出已經(jīng)激活的人機(jī)對(duì)話界面。 系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話界面如圖 52 所示： 課程設(shè)計(jì)說明書 12 圖 52人機(jī)對(duì)話界面 運(yùn)行調(diào)試 運(yùn)行 GUI，已經(jīng)彈出圖 52 的系統(tǒng)人機(jī)對(duì)話界面，然后點(diǎn)擊“原始圖片”推按鈕，根據(jù)提示選擇圖片，就得到自編程序的原始圖像。同理可得，點(diǎn)擊其他推按鈕可得到相應(yīng)的圖像。而點(diǎn)擊“總體”推按 鈕，則可得到所有的圖片。如果點(diǎn)擊“退出”推按鈕退出該人機(jī)對(duì)話界面，返回 Matlab。 如圖所示為點(diǎn)擊“自編 FFT”推按鈕得到的只顯示自編 IFFT 結(jié)果的圖片。 圖 53自編 IFFT結(jié)果顯示圖 如圖所示為點(diǎn)擊“總體”推按鈕得到的顯示所有的圖片。 課程設(shè)計(jì)說明書 13 圖 54總體結(jié)果顯示圖 課程設(shè)計(jì)說明書 14 心得體會(huì) 本次實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容是通過用 Matlab 實(shí)現(xiàn) FFT 的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片采集灰度，并進(jìn)行 FFT 運(yùn)算。把自己編寫的 FFT 算法與 Matlab 自帶 FFT 算法進(jìn)行比較。程序運(yùn)行調(diào)試時(shí)，自己選擇輸入圖片，可以實(shí) 現(xiàn) FFT 及 IFFT 的圖片。 在之前數(shù)字信號(hào)處理的學(xué)習(xí)以及完成實(shí)驗(yàn)的過程中，已經(jīng)使用過 Matlab，對(duì)其有了一些基礎(chǔ)的了解和認(rèn)識(shí)，通過這次的課程設(shè)計(jì)使我進(jìn)一步了解了圖片的灰度采集，對(duì)其進(jìn)行 FFT 及 IFFT 運(yùn)算，以及 MATLAB 及 GUI 的基本命令和一些基礎(chǔ)編程語言。讓我感受到只有在了解課本知識(shí)的前提下，才能更好的應(yīng)用這個(gè)工具，并且熟練的應(yīng)用 Matlab 也可以很好的加深我對(duì)課程的理解，方便我的思維。這次課程設(shè)計(jì)使我了解了 Matlab 的使用方法，提高了自己的分析和動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)我相信，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì) MATLAB 的 學(xué)習(xí)與研究對(duì)我今后的學(xué)習(xí)將會(huì)起到很大的幫助。 這次的課程設(shè)計(jì)是對(duì)本學(xué)期所學(xué)知識(shí)的一次重要鞏固，使得在課堂上掌握的知識(shí)得到了真正的運(yùn)用。在學(xué)習(xí)的過程中和同學(xué)討論，更明白了理論知識(shí)與實(shí)踐的聯(lián)系。書到用時(shí)方恨少，有些知識(shí)學(xué)會(huì)是一回事，掌握是一回事，但應(yīng)用起來，確實(shí)不是那么簡(jiǎn)單的，需要很多知識(shí)的融會(huì)貫通。 程序運(yùn)行調(diào)試初期，曾經(jīng)多次出現(xiàn)錯(cuò)誤、不能產(chǎn)生圖形等問題，但在我翻閱資料認(rèn)真改正及老師同學(xué)的幫助下基本功能還是完成了，經(jīng)過 1 個(gè)星期的上機(jī)實(shí)習(xí)，程序已得到一些完善，能完成基本的要求的功能。最后經(jīng)過努力，又深入學(xué)習(xí)了圖 形用戶界面（ GUI），完成了選做要求的人機(jī)對(duì)話界面。 學(xué)習(xí)就是一個(gè)了解，疑惑，進(jìn)而解惑的過程，這次實(shí)習(xí)就是提供了這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)漏洞，與同學(xué)老師探討進(jìn)行解惑的的機(jī)會(huì)。 通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我更深刻的了解了 Matlab 的運(yùn)用，重新復(fù)習(xí)了 FFT的程序，對(duì)課本上的知識(shí)有了更深的理解，使我對(duì)數(shù)字信號(hào)處理有了系統(tǒng)的 認(rèn)知。 課程設(shè)計(jì)說明書 15 參考文獻(xiàn) [1]范壽康， DSP 技術(shù)與 DSP 芯片，北京，電子工業(yè)出版社 ， 2020 [2]程佩青，數(shù)字信號(hào)處理教程，北京，清華大學(xué)出版社出版， 2020 [3]高西全，丁玉美等，數(shù)字 信號(hào)處理，北京，電子工業(yè)出版社， 2020 [4]奧本海姆，離散時(shí)間信號(hào)處理 .科學(xué)出版社， 2020 [5]宗孔德，胡廣書 .數(shù)字信號(hào)處理 .清華大學(xué)出版社， 1997 [6]余成波 ， 陶紅艷 ， 數(shù)字信號(hào)處理及 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ， 北京，清華大學(xué)出版社， 2020 [7]曹弋，趙陽 ， MATLAB 實(shí)用教程，北京，電子工業(yè)出版社， 2020 課程設(shè)計(jì)說明書 16 附錄 I MATLAB 設(shè)計(jì)程序 function image_process_FFT() [filename, pathname]=uigetfile({39。*.jpg。*.tif。*.bmp。*.gif39。 },39。File Selector39。)。%圖片路徑、文件名稱 image=imread(strcat(pathname,filename))。%讀取圖片 if ndims(image)==3 %ndims(a)表示矩陣 a的維數(shù)，即 length(size(a)) image=rgb2gray(image)。 end scrsz=get(0,39。ScreenSize39。)。 figure(39。position39。,[0 0 scrsz(3)1 scrsz(4)])。 set(gcf,39。Name39。,39。快速傅里葉變換 39。)。 subplot(2,3,1)。 imshow(image)。 title(39。原始圖像 39。)。 subplot(2,3,4)。 imshow(image)。 title(39。原始圖像 39。)。 [r,c]=size(image)。 array=image。 t=log2(r)。 t1=floor(t)。 % floor(x)：下取整，即舍去正小數(shù)至最近整數(shù) t2=ceil(t)。 % ceil(x)：上取整，即加入正小數(shù)至最近整數(shù) if t1~=t2 array(2^t2,c)=0。 end [r1,c1]=size(array)。 t=log2(c1)。 t3=floor(t)。 t4=ceil(t)。 if t3~=t4 array(r1,2^t4)=0。 end [r1,c1]=size(array)。 n=r1/2。 data_col=zeros(1,n,39。double39。)。 %按列方向計(jì)算時(shí)用到的 課程設(shè)計(jì)說明書 17 for m=1:n data_col(m)=exp(1i*2*pi*(m1)/r1)。 end n=c1/2。 data_row=zeros(1,n,39。double39。)。 %按行方向計(jì)算時(shí)用到 for m=1:n data_row(m)=exp(1i*2*pi*(m1)/r1)。 end array=transform_fft2(array)。 Ft=fftshift(array)。 S1=log(1+abs(Ft))。 subplot(2,3,2)。 imshow(S1,[])。 title(39。自建 FFT2函數(shù)結(jié)果 39。)。 array=transform_ifft2(array)。 array=abs(array)。 array=array(1:r,1:c)。 subplot(2,3,3)。 imshow(array,[])。 title(39。自建 IFFT2結(jié)果 39。)。 F=fft2(image)。 FC=fftshift(F)。 S=log(1+abs(FC))。 subplot(2,3,5) imshow(S,[])。 title(39。內(nèi)置 FFT2結(jié)果 39。)。 array=ifft2(F)。 array=round(abs(array))。 subplot(2,3,6)。 imshow(array,[])。 title(39。內(nèi)置 IFFT2結(jié)果 39。)。 return function array=transform_fft2(array) array=double(array)。 課程設(shè)計(jì)說明書 18 [r1 c1]=size(array)。 for j=1:r1 array(j,:)=transform_fft(array(j,:))。 end