MatLab运行环境介绍.ppt

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1、MatLabMatLab用于图像处理用于图像处理用于图像处理用于图像处理第一节 MATLAB语言概述一、MATLAB语言的发展 matlab语言是由美国的Clever Moler博士于1980年开发的 设计者的初衷是为解决“线性代数”课程的矩阵运算问题 取名MATLAB即Matrix Laboratory 矩阵实验室的意思它将一个优秀软件的易用性与可靠性、通用性与专业性、一般目的的应用与高深的科学技术应用有机的相结合MATLAB是一种直译式的高级语言，比其它程序设计语言容易MATLAB语言与其它语言的关系仿语言与其它语言的关系仿佛和佛和C语言与汇编语言的关系一样语言与汇编语言的关系一样计算机语

2、言的发展标志着计算机语言向标志着计算机语言向“智能化智能化”方方向发展，被称为第四代编程语言。向发展，被称为第四代编程语言。MATLAB已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了，它集科学计算、图象处理；声音处理于一身，并提供了丰富的Windows图形界面设计方法MATLAB语言是功能强大的计算机高级语言,它以超群的风格与性能风靡全世界,成功地应用于各工程学科的研究领域二、matlab能在各领域做什麽 工业研究与开发 数学教学，特别是线性代数 数值分析和科学计算方面的教学与研究 电子学、控制理论和物理学等工程和科学 学科方面的教学与研究 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究例、用一

3、个简单命令求解线性系统 3x1+x2-x3=3.6 x1+2x2+4x3=2.1 -x1+4x2+5x3=-1.4A=3 1-1;1 2 4;-1 4 5;b=3.6;2.1;-1.4;x=Ab x=1.4818 -0.4606 0.3848对于线性系统有Ax=b例、用简短命令计算并绘制在例、用简短命令计算并绘制在0 x 6范围内范围内的的sin(2x)、sinx2、sin2x。x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.2),y3=(sin(x).2;plot(x,y1,x,y2,x,y3)二、二、MATLAB语言的特点：语言的特点：语言简洁紧凑，语法限制不严，程

4、序设计语言简洁紧凑，语法限制不严，程序设计 自由度大，可移植性好自由度大，可移植性好 运算符、库函数丰富运算符、库函数丰富 图形功能强大图形功能强大 界面友好、编程效率高界面友好、编程效率高 扩展性强扩展性强三、三、MATLAB语言的功能：语言的功能：强大的数值（矩阵）运算功能强大的数值（矩阵）运算功能广泛的符号运算功能广泛的符号运算功能(符符号号运运算算与与数数值值运运算算的的区区别别:数数值值运运算算中中必必须须先先对对变变量量赋赋值值,然然后后才才能能参参与与运运算算。符符号号运运算算无无须须事事先先对对独独立立变变量量赋赋值值,运运算算结结果果以以标标准准的的符符号号形式表达。形式表达

5、。)高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能）高级与低级兼备的图形功能（计算结果的可视化功能）可靠的容错功能可靠的容错功能应用灵活的兼容与接口功能应用灵活的兼容与接口功能信息量丰富的联机检索功能信息量丰富的联机检索功能1.矩阵运算功能MATLAB提供了丰富的矩阵运算处理功能，是基于矩阵运算的处理工具。变量 矩阵，运算 矩阵的运算例如 C=A+B，A,B,C都是矩阵,是矩阵的加运算即使一个常数，Y=5，MATLAB也看做是一个11的矩阵2.符号运算功能符号运算功能符号运算即用字符串进行数学分析允许变量不赋值而参与运算用于解代数方程、微积分、复合导数、积分、二重积分、有理函数、微分方程、泰乐

6、级数展开、寻优等等，可求得解析符号解3.丰富的绘图功能与计算结果的可视化具有高层绘图功能两维、三维绘图具有底层绘图功能句柄绘图使用plot函数可随时将计算结果可视化4.图形化程序编制功能动态系统进行建模、仿真和分析的软件包用结构图编程，而不用程序编程只需拖几个方块、连几条线，即可实现编程功能5.丰富的MATLAB工具箱MATLAB主工具箱主工具箱符号数学工具箱符号数学工具箱SIMULINK仿真工具箱仿真工具箱控制系统工具箱控制系统工具箱信号处理工具箱信号处理工具箱图象处理工具箱图象处理工具箱通讯工具箱通讯工具箱系统辨识工具箱系统辨识工具箱神经元网络工具箱神经元网络工具箱金融工具箱金融工具箱6.

7、MATLAB的兼容的兼容功能功能可与可与C语言、语言、FORTURE语言跨语言跨平台兼容平台兼容此此功能不推荐使用功能不推荐使用7.MATLAB7.MATLAB的容错功能的容错功能非法操作时，给出提示，并不影响其操作1/0Warning:Divide by zero ans=Inf三、启动MATLAB开机执行程序 c:matlabbinmatlab.exe用鼠标双击matlab图标）即可打开matlab命令平台待机状态工作窗出现以后，即可进行各种操作五、matlab与dos兼容命令1.dirdir 可列出指定目录下的文件和子目可列出指定目录下的文件和子目录清单录清单例如例如:Dir Dir 可

8、显示当前目录下的所有文件可显示当前目录下的所有文件Dir c:matlabDir c:matlabDir c:matlab*.mDir c:matlab*.m2.cd可改变当前工作目录可改变当前工作目录 cd _ _ 显示当前子目录显示当前子目录 cd c:matlabtoolbox cd _.退出当前子目录到上一级目录退出当前子目录到上一级目录 cd _ 回到根目录回到根目录 type myfile.m 与与dos下的用法完全一样下的用法完全一样3.type 可显示指定文件的可显示指定文件的全部内容全部内容4.delete 删除指定文件 del abc 删除当前目录下的删除当前目录下的abc

9、文文件件 del c:matlabaaa.m 注意：只可删除用户文件，其它文件注意：只可删除用户文件，其它文件不要轻易删除，否则系统会瘫痪不要轻易删除，否则系统会瘫痪 六、matlab的数据与变量1.变量查询函数变量查询函数who与与whos作用都是列出在作用都是列出在matlab工作工作空间中已经驻留的变量名清空间中已经驻留的变量名清单单不同的是不同的是whos在给出驻留变在给出驻留变量的同时，还给出他们的维量的同时，还给出他们的维数及性质数及性质2.永久变量 在在matlab工作内存中工作内存中,驻留了几驻留了几个由系统本身在启动时定义的变个由系统本身在启动时定义的变量，我们称为永久变量量

10、，我们称为永久变量 永久变量用永久变量用who指令是查看不到指令是查看不到的，只可随时调用的，只可随时调用 eps 容差变量，定义为容差变量，定义为1.0到最近浮到最近浮点数的距离点数的距离,在在 pc机上机上=2-52 pi 圆周率圆周率 的近似值的近似值3.1415926 inf或或Inf 表示表示正无大正无大,定义为定义为1/0 NaN 非数，非数，它产生于它产生于0 ，0/0，/等运算等运算 i，j 虚数单位虚数单位 ans 对于未赋值运算结果，自动赋给对于未赋值运算结果，自动赋给ans3.what 程序查询指令程序查询指令 what 按扩展名分类列出当前目录按扩展名分类列出当前目录上

11、的文件上的文件 what *.m 列出当前目录中所有列出当前目录中所有m文件文件七、文件系统与路径函数 which 列出指定文件所在的目录列出指定文件所在的目录 which test.m 显示显示test.m所在的路所在的路径径 path 路径函数路径函数 path 显示显示matlab启动时设定的搜启动时设定的搜索路径索路径 八、matlabmatlab联机帮助命令联机帮助命令 help 功能提供功能提供matlab大大部分主题的在线部分主题的在线帮助信息帮助信息help 显示显示help 主题一览表主题一览表help plotxyz 显示有关三维做图指令帮助显示有关三维做图指令帮助信息信息

12、help 显示特殊字符与符号帮助信息显示特殊字符与符号帮助信息help help 显示显示help 的帮助信息的帮助信息虽然虽然help可以随时提供帮助，但必须知道可以随时提供帮助，但必须知道准确的函数名称。当不能确定函数名称准确的函数名称。当不能确定函数名称时，时，help就无能为力了就无能为力了。Lookfor函数函数 它可提供通过一般的关它可提供通过一般的关键词，搜索出一组与之相关的命令键词，搜索出一组与之相关的命令lookfor fourier 寻找含有傅立叶变换的相寻找含有傅立叶变换的相关指令关指令help、lookfor 两个指令构成两个指令构成了了matlab语言相当完善的在语言

13、相当完善的在线帮助查询系统线帮助查询系统 lookfor fouri 寻找所有包含寻找所有包含fouri的指令的指令和注释和注释如如 FFT Discrete Fourier transform九、matlab的演示功能的演示功能点击点击Matlab程序左下角的程序左下角的Start菜单中的菜单中的Demo十、用于图像处理的相关函数用于图像处理的相关函数语法：语法：f=Imread（filename）读图像读图像 size(f)给出图像的行列数给出图像的行列数 动手操作：动手操作：1、在硬盘上查找一幅后缀为、在硬盘上查找一幅后缀为bmp/JPG/Tiff/GIF的文件。的文件。2、使用上述函数

14、读取文件、使用上述函数读取文件显示图像显示图像 P11 Imshow（f,G）Imshow（f,low high）pixval whos f figure,imshow(g)/显示另一幅图像显示另一幅图像 说明说明 help的使用的使用 Imwrite（f,filename)P13如：如：imwrite(f,output.tif)只适于只适于JPEG图像的函数图像的函数Imwrite(f,filename.jpg,quality,q)q在在0-100之之间间 使用使用imfinfo filename.jpg 得到该文件信息得到该文件信息 讲述压缩比的计算讲述压缩比的计算 大家动手，采用不同的压

15、缩比实验效果大家动手，采用不同的压缩比实验效果由函数由函数imfinfo显示的信息域可捕获至所谓的结构变量之中，以便用显示的信息域可捕获至所谓的结构变量之中，以便用于后续的计算。于后续的计算。如如 K=imfinfo（bubbles.jpg）P14使用下列代码计算其压缩比：使用下列代码计算其压缩比：image_bytes=K.Width*K.Height*K.BitDepth/8;compressed_byte=K.FileSize;compression_ratio=image_bytes/compressed_bytes 注意：注意：imfinfo这两种不同的用法，第一种是将信息显示在屏幕

16、上；第二种这两种不同的用法，第一种是将信息显示在屏幕上；第二种是将信息存入变量是将信息存入变量K。这种命令函数二元性的例子在这种命令函数二元性的例子在Matlab中很常见。中很常见。数组索引数组索引 P21一维的数组称为一维的数组称为 向量向量二维的数组称为二维的数组称为 矩阵矩阵向量索引向量索引 P21V=1 3 5 7 9 /数组定义数组定义 V(2)/取第二个值取第二个值 3使用转置运算符（使用转置运算符（.）可将行向量转换为列向量）可将行向量转换为列向量W=v.V(1:3)取取V前三个元素前三个元素V(2:4)取取V第二个到第四个元素第二个到第四个元素V(3:end)取第三个到最后一个

17、元素取第三个到最后一个元素V(:)产生一个列向量产生一个列向量V(1:end)产生一个行向量产生一个行向量V(1:2:end)表示索引从表示索引从1开始计数，步长为开始计数，步长为2，直，直到最后一个元素时停止。到最后一个元素时停止。V(end:-2:1)从最后一个元素开始计数，步长为从最后一个元素开始计数，步长为-2X=linspace(a,b,n)产生一个含有产生一个含有n个元素的行向个元素的行向量量x，这，这n个元素之间线性地隔开并且包含个元素之间线性地隔开并且包含a与与b一个向量也可以做另外一个向量的索引一个向量也可以做另外一个向量的索引V(1 4 5)矩阵索引矩阵索引 P22A=1

18、2 3;4 5 6;7 8 9/矩阵的定义矩阵的定义A(2,3)提取第提取第2行第行第3列的元素列的元素A(:,3)冒号的作用相当于冒号的作用相当于A(1:3,3)，将矩阵第，将矩阵第3列挑出列挑出A(2,:)提取第二行提取第二行要产生一个与要产生一个与A相等，但其最后一列全部置为相等，但其最后一列全部置为0的矩阵的矩阵B，可使用，可使用B=A;B(:,3)=0A(end,end)最后一行最后一列的元素最后一行最后一列的元素 E A(1 3,2 3)使用向量做矩阵索引使用向量做矩阵索引例例2.5 P25 使用数组索引进行图像操作使用数组索引进行图像操作 图像图像rose.tiff例图是一幅大小

19、为例图是一幅大小为10241024的的uint8类亮度图像类亮度图像f。fp=f(end:-1:1,:);将该图像垂直翻转将该图像垂直翻转 fc=f(257:768,257:768);获取图像中指定区域获取图像中指定区域 fs=f(1:2:end,1:2:end)对图像进行二次取样对图像进行二次取样Plot(f(512,:)绘出图像在绘出图像在512行处的水平扫描线行处的水平扫描线clearz=imread(e:test.bmp);imshow(z)%end点点M文件的编译文件的编译使用使用for循环将多幅图像写入文件循环将多幅图像写入文件f=imread(e:test.bmp);For q=0:5：100 filename=sprintf(series_%3d.jpg,q);imwrite(f,filename,quality,q);End回答问题回答问题