基于MATLAB视频处理系统的设计

中国矿业大学2015-2016学年第一学期

《数字视频技术》课程小设计考核

运动估计算法的实现（FS和TSS算法）

专业班级：_____信息12-3班_____________

学生姓名：___徐冰洁、刘瑞航、李子龙____

学生学号：04121409、04121408、04121388

指导教师：__________________

成 绩：__________________

本人郑重声明：本人认真、独立完成了查找资料、完成作业、编写程序等考核任务，无抄袭行为。

签字：徐冰洁

日期：2015/11/12 成 绩

评阅人 一、 设计任务、目的和要求

设计任务: 设计视频压缩系统中的运动估计算法

要求：在两帧图像间实现多种运动估计算法。我们组选用的算法是全搜索算法（FS）和三步算法（TSS）。

目的：培养学生科学理论结合实际工程的能力。通过该课程设计，让学生掌握多媒体通信系统的应用技术。

二、总体方案设计

系统运行环境及编程软件平台：Intel(R)Core(TM)i3-2310M CPU @2.10Ghz

2.10Ghz Window7旗舰版的PC平台下，使用Matalab 2009a作为仿真平台进行仿真。

FS编码算法原理：从原点出发，按顺时针螺旋方向由近及远，在逐个像素处计算MAD值，直到遍历搜索范围内听有的点，然后在计算的所有点的MAD中找到最小值，该点所在位置即对应最佳运动矢量。

TSS编码算法原理：d=7,它是通过三步搜索,逐步减小搜索步长。每次搜索都是以上一步的搜索结果为中心,进行周围一定步长的3*3像素的搜索。第一步,以窗口中心为中心,步长为4,进行周围8个点搜索,根据匹配准则得到一个最佳匹配点,共搜索了9个点;第二步,以上步最佳匹配点为中心,步长为2,继续搜索周围8个点得到匹配点,共搜索了8个点;第三步,同上一步,只是步长为1,最后得到的最佳匹配点就是要得到的运动估计的点,从而得到运动矢量。进行图像预测共进行了25次块匹配,同样情况下,采用FS则需做225次块匹配。一般地,TSS的运算量为8log2d+1次块匹配。TSS运算时间明显减少,性能比FS有所下降, 但它在硬件上容易实现,是一种很常用的快速搜索算法。

第３１卷第５期　２０ｌ　１年ｌ０月　辽宁工业大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．５　ｏｃｔ．２０１ｌ　

奉辩翰　魏黻　

基于Ｍａｔｌａｂ的汽车二维碰撞事故的　

运动仿真研究　

唐阳山，王丽莹　（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州１２１００１）　

摘要：以二维汽车碰撞事故为主要研究对象，将二维汽车碰撞事故分成向心碰撞和偏心碰撞类型，并建立　了相应的运动轨迹的数学模型，运用ＭＡＴＬＡＢ作为工具开发了汽车碰撞事故二维运动仿真系统，最后通过实例　进行了系统验证。该系统实现了汽车事故碰撞过程的二维再现，可为汽车事故鉴定提供一定依据。　关键词：汽车碰撞事故；运动轨迹；ＭＡＴＬＡＢ；仿真系统　中图分类号：Ｕ４９１．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４．３２６１（２０１　１）０５．０３３０．０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｍｏｖｅｍｅｎｔ　

ａｆｔ　一０　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｃｒａｓｈ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍａｔｌａｂａｔｔｅｒ　１ＷＯ－ｔｌｉｍｅｎ　ａｓｅａ　０ｎ　＿　

ＴＡＮＧ　Ｙａｎｇ—ｓｈａｎ，ＷＡＮＧ　Ｌｉ－ｙｉｎｇ　（Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ＆Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ　１２１００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｃｒａｓｈ　ａｃｃｉｄｅｎｔ；ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ；Ｍ　ＡＴ】【ＡＢ：ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ’ｓ　ｔｗｏ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｃｒａｓｈ　ｗａｓ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ　ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｗａｓ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒｏｃｌｉｎａｌ　ｃｒａｓｈ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ　ｏｎｅ．Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ．ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｉｎ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ．Ｔｈｅｎ　ｔｗｏ．ｄｉｍｅｎｔｉｏｎａｌ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｃｒａｓｈ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｗａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｍ：ＡＴＬＡＢ．Ａｔ　ｌａｓｔ．ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓａｍｐｌｅｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｔｉｏｎａｌ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｒａｓｈ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ａｐｐｒａｉｓａ１．　

1 数字信号处理基于计算机的方法第四版课程设计

一、前言

数字信号处理是现代信号处理学科中的重要分支之一，是测量、分析、运算、处理信号的数字技术的应用。数字信号处理技术已经广泛的应用到无线通信、音频、视频、图像、地震勘探等领域。

本文介绍了数字信号处理基于计算机的方法第四版课程设计的要求、内容和实施方法。

二、课程设计要求

2.1 设计目的

数字信号处理课程设计的目的是为了让学生掌握数字信号处理相关的知识和技能，培养学生的实际应用能力，对数字信号处理技术有一个全面而深入的了解。

2.2 设计内容

设计内容主要包括以下几个方面：

1. 综合运用MATLAB等软件进行数字信号处理算法分析，并实现基于MATLAB的信号处理程序。

2. 理解数字信号处理的基本概念，数学模型和相关的数学工具。

3. 分析各种数字滤波器的设计和性能评估方法。

4. 探讨快速傅里叶变换(FFT)和傅里叶变换(FT)的基本原理和应用。

5. 理解数字信号处理在实际应用中所需解决的问题及其解决方法。 2 2.3 设计形式

课程设计采用小组合作形式，每个小组人数在3-4人范围内，进行课题研究。

三、课程设计实施方法

3.1 课程设计分步骤

3.1.1 第一步：主题选择

小组负责人选取主题，并向指导教师提出初步方案，交流确定课题。

3.1.2 第二步：文献查阅

小组按照确定的主题、方案进行文献查阅和综述，主要内容有：

1. 数字信号处理的基本概念、数学模型和相关的数学工具。

2. 各种数字滤波器的设计和性能评估方法。

3. 快速傅里叶变换(FFT)和傅里叶变换(FT)的基本原理和应用。

4. 数字信号处理的实际应用领域及解决方法。

3.1.3 第三步：方案设计

小组负责人制定详细的方案，确定实验方法和实验步骤，包括MATLAB算法的实现和程序编写，实现过程中需要考虑音频、视频、图像等方面。

3.1.4 第四步：软件实现

根据方案设计实现算法，对程序进行编写、调试和优化以达到良好的运行效果。需进行数值模拟和实验验证。 3 3.1.5 第五步：实验报告撰写

matlab仿真心得体会

【篇一：matlab心得体会】

matlab心得体会

班级：电气08-3班

姓名：张强

学号：24

matlab一个高级的距阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序(m文件)后再一起运行。新版本的matlab语言是基于最为流行的c＋＋语言基础上的，因此语法特征与c＋＋语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是matlab能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。

在对升压-降压（boost-buck）式变换器电路理论分析的基础上，建立基于simulink的升压－降压式变换器的仿真模型

直流斩波就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压，也称dc/dc变换。使用直流斩波技术，不仅可以实现调压的功能，而且还可以达到改善网侧谐波和提高功率因数的目的。升压-降压式变换电路即升降压斩波电路，主要应用于已具有直流电源需要调节直流电压的场合。

升压-降压式变换器电路

图如右图1-1所示。

设电路中电感l值很大，电容

c值也很大，使电感电流il和电容

电压u0基本为恒值。

设计原理是：当可控开关v出于通态时，电源经v向电感l供电使其贮存能

量，此时电流为i1，方向如图1-1中所示。同时，电容c维持输出电压基本恒定并向负载r供电。此后，使v关断，电感l中贮存的能量向负载释放，电流为i2，方向如图1-1中所示。可见，负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，因此该电路也称作反极性斩波电路。 稳定时，一个周期t内电感l两端电压ul对时间的积分为零，当v处于通态期间时，ul=e；而当v处于端态期间时，ul=-

出电压为 u0。于是，etonu0toff=，所以输