《MATLAB仿真在现代通信中的应用》课件_第3章.ppt

根据离散傅里叶变换和离散余弦变换快速算法的要求，输入图像矩阵的行列数须为2的幂次，故使用了辅助工具库中的图像衬垫模块(ImagePad)，120行160列的原始视频数据修剪为128行128列，然后采用2-DFFT模块进行二维离散傅里叶变换，求取绝对值后送入VideoViewer观察幅度谱。而以2-DIFFT模块进行二维离散傅里叶反变换恢复图像。二维离散余弦变换和反变换采用2-DDCT和2-DIDCT模块完成。执行仿真后，可以看到幅度谱随视频图像变化的情况。图3-77(a)为原始视频图像，(b)图是二维离散傅里叶变换的幅度谱，(c)图是二维离散余弦变换的幅度谱。幅度谱上，亮度高的部分表示幅度较大，较暗部分表示对应的幅度较小。二维离散傅里叶变换的幅度谱以谱图中央为对称，四角部分表示低频成分，中央部分表示图像的高频成分。二维离散余弦变换的幅度谱上，谱图的左上角表示低频成分，右下角代表高频成分。从图像的幅度谱上可见，谱的能量集中在低频部分。将谱中较小幅度的数据忽略(即以零代替)，将起到图像压缩的作用。(d)图是反变换恢复的图像，其大小为128行128列的。执行仿真后，测量得到信道输出信号功率平均值为1.007W，验证了瑞利衰落信道的增益归一化选项有效。在矢量示波器上将动态显示4条路径的幅度统计分布，如图3-65所示，从而验证了幅度服从瑞利分布。

图3-64瑞利衰落信道的参数设置对话框图3-65矢量示波器上动态显示的4路径幅度增益分布设置的平均路径增益矢量为[0,-3,-5,-10](dB)，对应电压增益(倍数)为[1.0000,0.7079,0.5623,0.3162]。4条路径的幅度的均值也用Mean模块统计出来，Mean1将1帧信号(100个数据)进行平均，然后再以Mean2模块对平均结果进行Runing平均，最后显示在Display1上。图3-63中显示为[0.6352,0.4538,0.3615,0.2012]，数据之间的比例与设置值([1.0000,0.7079,0.5623,0.3162])是对应的。

瑞利信道模型自身也带一个信道特性的可视化表达窗口，选中“Openchannelvisualizationatstartofsimulation”后可以在执行仿真时开启这一可视化表达窗口，如图3-66所示。

图3-66瑞利信道特性可视化表达窗口(a)瑞利信道特性可视化表达窗口展示的信道相应瀑布图

图3-66瑞利信道特性可视化表达窗口(b)瑞利信道特性可视化表达窗口展示的多径衰落分量

图3-66瑞利信道特性可视化表达窗口(c)瑞利信道特性可视化表达窗口展示的多普勒谱图3-66瑞利信道特性可视化表达窗口(d)瑞利信道特性可视化表达窗图窄带相位轨迹图3.4.4图像的灰度直方图

视频图像的灰度直方图是重要的测量参数，对于彩色图像，还可以分别统计红、绿、蓝三个色度分量的动态直方图，或对其他颜色空间的分量进行直方图统计。图3-67是对彩色视频“vipmen.avi”的红、绿、蓝三色(R、G、B)以及亮度和两路色差(Y、Cr、Cb)信号的动态直方图统计测量模型。其中，视频文件由从媒体文件中读取视频模块(FromMultimediaFile)读入，输出数据类型设置为uint8的，分三基色输出。用视频观察器模块监视输出视频图像，其输入模式也相应设置为三基色输入方式。红、绿、蓝(R、G、B)三色空间的信号通过颜色空间转换模块(ColorSpaceConversion)转换为亮度和两路色差(Y、Cr、Cb)信号。直方图统计采用Histogram模块完成，设置统计范围为0～255，对应输入的uint8数据类型的取值范围。分组区间数可设为256，即将输入范围数值均匀划分为256份来进行直方图频数统计。三路直方图统计结果分别是256?×?1的矩阵，为了在矢量示波器上对比显示，可以用矩阵合成模块(MatrixConcatenate)将3路信号合成为256?×?3的矩阵，再输入到矢量示波器上。矢量示波器设置为用户自定义的，还需要设置其显示范围、显示线型和显示线颜色等。例如，画线颜色设置为“[100]?|?[010]?|?[001]”，表示三条线分别以红、绿和蓝色作图。执行仿真后，矢量示波器上显示随视频帧实时变化的统计直方图，如图3-68所示。

图3-67对彩色视频信号的动态直方图统计测量模型(SCHX