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- [x,y]=meshgrid(0:31); n=2; D0=200;
5 a# M7 i, g, H0 h6 s. y2 q - D=sqrt((x-16).^2+(y-16).^2); z=1./(1+D.^(2*n)/D0); % 计算滤波器
1 \\" I. u* D+ Q0 a - subplot(221), surf(x,y,z), view(0,90); axis([0,31,0,31,0,1]); % 俯视图\" G A% i' Q$ R4 J2 V( k\" P
- subplot(222), surf(x,y,z), view(90,0); axis([0,31,0,31,0,1]); % 侧视图
) U4 L J# E7 L' H5 D. [0 N - subplot(223), surf(x,y,z), view(0,0); axis([0,31,0,31,0,1]); % 正视图, r3 M, C2 q5 J5 Z
- subplot(224), surf(x,y,z), axis([0,31,0,31,0,1]); % 三维图( p5 I: p$ r( V# v: C& [! Z9 \
复制代码 1. **`[x,y]=meshgrid(0:31);`**; F7 b& ]2 e' S
- 使用 `meshgrid` 函数生成一个二维网格,其中 `x` 和 `y` 的范围是从 0 到 31。 `x` 和 `y` 矩阵的维度相同,用于后续计算。
6 N# r s# I+ {: Z* r& M0 a# n: ?# f z' E8 ~& D3 V# U! E) J9 x' `
2. **`n=2; D0=200;`**
" G8 h3 X T* |' B - 设置两个变量: `n` 为滤波器的阶数,`D0` 是参考距离。这里 `n=2` 表示滤波器的特性与距离的平方成正比。
6 H! v) i3 n& C) ]
* ^; Y) d% D+ q! H( k3. **`D=sqrt((x-16).^2+(y-16).^2);`**
5 a, k7 C* j4 j - 计算每个点 \((x, y)\) 到中心点 \((16, 16)\) 的距离,形成一个距中心点的距离矩阵 `D`。这里使用了欧几里得距离公式。+ t( n7 R ^6 O. l n S7 U# d; y
& J: d. ]% k, i5 M. x. p4. **`z=1./(1+D.^(2*n)/D0);`**
+ g1 ?, \+ R1 f% G4 G - 根据定义的距离矩阵 `D` 计算滤波器的响应 `z`。这个公式表示在频域中,随着距离的增加,滤波器的响应会减小。`D.^(2*n)` 是距离的平方与 `n` 相关,`D0` 用于调整距离的影响程度。& C( k/ C( K4 L8 [* f
2 l- y* r8 ^5 O# F
5. **`subplot(221), surf(x,y,z), view(0,90); axis([0,31,0,31,0,1]);`**3 T% h" F3 m1 C$ o( E/ _
- 首先创建一个 2x2 的图形网格,选中第一个子图 (`221`)。$ n2 ~1 ^5 U) q- ?6 F, l' o
- 使用 `surf` 函数绘制 `x, y, z` 的三维表面图,`view(0,90)` 表示从顶部俯视(XZ 平面),`axis([0,31,0,31,0,1])` 设置坐标轴的范围,保持 Z 值在[0, 1]之间。5 @1 F4 Y0 M- w# k, O, G! ^
! b2 f; x5 [" N8 b. W7 ?& _- v6. **`subplot(222), surf(x,y,z), view(90,0); axis([0,31,0,31,0,1]);`**
. ^2 a7 Z; r. C; g - 在第二个子图 (`222`) 中绘制图形,`view(90,0)` 表示从侧面(YZ 平面)观察,其他设置同样保持 Z 值在[0, 1]之间。
2 Y' c5 O# W& N' q* F8 T! c: s F- B/ r% P; D2 J/ M
7. **`subplot(223), surf(x,y,z), view(0,0); axis([0,31,0,31,0,1]);`**$ l0 \/ D- K7 p; G: ]( c
- 在第三个子图 (`223`) 中绘制图形,`view(0,0)` 表示从前面(XY 平面)观察,设置与前面相同。 `$ i% C+ n) Y) j
' R( `5 a% ^7 i2 i8. **`subplot(224), surf(x,y,z), axis([0,31,0,31,0,1]);`*** `" d' z" R% u- ~0 m8 p% c
- 在第四个子图 (`224`) 中绘制完整的三维图,视角默认为默认的三维视角,范围设置同样保持在[0, 31]和[0, 1]之间。
8 z3 ] p2 J! r' o; T# P+ b7 H/ Q+ l; P. D4 ~
### 知识点总结:
' o) f" {; z0 M5 ]1 L/ p' s' A+ b( L3 r' m
- **`meshgrid` 函数**:2 f* K! l" ^) z
- `meshgrid` 是 MATLAB 中常用的一个函数,用于生成二维坐标网格,适合用于函数的可视化和计算。/ z, E, c) n8 V
0 e, w' D" b4 y- D s: H- K- **滤波器响应处理**:
0 e a/ Z( h5 B; j2 m3 B( l/ { - 滤波器的设计通常与其频率特性和距离有关。该代码使用的公式 `z=1./(1+D.^(2*n)/D0)` 反映了距离对滤波器输出的影响。
/ u( l0 k2 U) e$ ?9 W0 b; t/ U1 i$ | E
滤波器设计在信号处理和图像处理等领域非常重要。
1 `: v% G/ }6 h, o2 @. b
& j, E/ A) N- R" X' ? D# m- **距离计算**: T; b3 I1 |, c( {4 b/ T: q& Q
- 使用欧几里得距离公式来衡量每个点到中心点的距离,其中 \((16, 16)\) 是矩阵中心。这对于中心对称的滤波器非常常见。* `# Y# U# _" U. S4 b
1 s6 K& _1 p( P3 J" f3 c' G& W
- **`surf` 函数**:* A! K6 T) v% ~3 p2 }8 Z
- `surf` 函数绘制三维表面,是数据可视化的重要工具。它可以显示函数在三维空间中的变化,并帮助理解数据的性质。% O" p7 ?' a# p5 o9 f
4 r7 Z3 Y3 N% l& u5 J
- **`subplot` 函数**:' c# K. t! O$ O. g
- `subplot` 可以在同一图形窗口中创建多个子图,从而便于比较不同视角下的同一数据。在该代码中,它展示了滤波器的响应在不同视角下的变化。3 @& G' A7 Y+ u# B5 F7 T
% @8 `) S6 B8 F8 t! V- **视图设置**:
6 i+ x# f# [3 S/ z+ W6 y1 @- u - `view` 函数允许用户设置观察角度,以获取不同的视觉效果。通过不同的视角(俯视图、侧视图、前视图),能够揭示数据的不同特征。
' j! s( l; K8 Q% Q# F5 f$ T9 a- l' U" W) h0 J! Q
通过这些知识点和代码示例的结合,可以清晰地理解如何在 MATLAB 中构建和可视化二位滤波器响应,观察其在不同观察角度下的特性。8 K S" K& I2 M* G- V3 }( n
, x, G* C8 J% h: N* L
; ~! B9 }# ]9 d4 k$ f0 f
, g! p. y8 L) A+ q& K6 T |
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