《MATLAB图像处理编程与应用 教学课件 ppt 作者张涛 第2章MATLAB软件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB图像处理编程与应用 教学课件 ppt 作者张涛 第2章MATLAB软件（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 MATLAB软件,主要内容,MATLAB特点 MATLAB集成环境 MATLAB基本运算 MATLAB程序设计 文件相关操作,MATLAB是“MATrix LABoratory”的缩写，它是由美国Mathworks公司于1984年推出的一种科学计算软件。与其它计算机语言相比，MATLAB有以下显著特点 ：,2.1 MATLAB语言及其特点,人机界面友好 强大而简易的作图功能 功能丰富，可扩展性强 超强的数值运算功能 实用的程序接口,2.2 MATLAB语言的工作环境,MATLAB启动 MATLAB命令窗口 MATLAB工作空间 命令历史窗口 当前工作目录窗口 MATLAB搜索路径 MA
2、TLAB帮助系统,1. 打开MATLAB,桌面快捷按钮,2.2.1 MATLAB启动,安装目录,matlab.exe,2. MATLAB界面,主界面,绘图快捷功能,应用快捷功能,2.2.2 MATLAB的命令窗口,2.2.3 工作空间,2.2.4 命令历史窗口,2.2.5 当前工作目录窗口,2.2.6 MATLAB搜索路径,选择菜单“file”“set path”进入搜索路径管理窗口,2.2.7 MATLAB帮助系统,2.3 MATLAB基本运算,矩阵运算 符号运算 关系运算和逻辑运算,2.3.1矩阵运算,输入矩阵A、B的值,A=1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13
3、 14 15 16 B=1,sqrt(25),9,13; 2,6,10,7*2; 3+sin(pi),7,11,15; 4,abs(-8),12,16 A = B = 1 2 3 4 1 5 9 13 5 6 7 8 2 6 10 14 9 10 11 12 3 7 11 15 13 14 15 16 4 8 12 16,X=1 2 3 0;5 6 0 8;9 0 11 12;0 14 15 16 X = 1 2 3 0 5 6 0 8 9 0 11 12 0 14 15 16,19,矩阵下标与子矩阵提取,X(2,3) ans = 0 X(2,:) ans = 5 6 0 8 X(2:3,1:
4、3) ans = 5 6 0 9 0 11,X(2:end,1) ans = 5 6 0 9 0 11 X(:) ans = 1 5 9 0 2 6 0 14 3 0 11 15 0 8 12 16,修改矩阵A中元素的数值,A=1 2 3 4; 5 6 7 8; 9 10 11 12; 13 14 15 16 A = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A(1,1)=0 A = 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,22,A(2,2)=A(1,2)+A(2,1) A = 0 2 3 4 5 7 7 8 9 10
5、11 12 13 14 15 16 A(4,4)=cos(0) A = 0 2 3 4 5 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1,特殊矩阵生成, a=zeros(3) a = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 b=ones(3) b = 1 1 1 1 1 1 1 1 1, c=rand(3) c = 0.8147 0.9134 0.2785 0.9058 0.6324 0.5469 0.1270 0.0975 0.9575 d=randn(3) d = 2.7694 0.7254 -0.2050 -1.3499 -0.0631 -0.1241 3.0349 0.7147
6、1.4897, m=1 2 3 ;4 5 6;7 8 9; a=tril(m);b=triu(m);c=diag(m); a = 1 0 0 4 5 0 7 8 9 b = 1 2 3 0 5 6 0 0 9 c = 1 5 9,2.3.2符号运算,创建符号变量和符号表达式,syms x y real %创建实数符号变量 z=x+i*y; %创建z为复数符号变量 real(z) %复数z的实部是实数x ans = x syms a b c x %创建多个符号变量 f2=a*x2+b*x+c %创建符号表达式 f2 = a*x2 + b*x + c, A=sym(a,b;c,d); B=sym(
7、1 2;3 4); C=A+B C = a+1, b+2 c+3, d+4,符号运算,A=-2,-1,0,0,1,2,3 L1=(A1) %判断A中，哪些元素不大于1 L2=(A0)&(A2) %判断A中，哪些元素大于0且小于3 A = -2 -1 0 0 1 2 3 L1 = 1 1 1 1 1 0 0 L2 = 0 0 0 0 1 0 0,2.4 MATLAB程序设计,2.4.1 M文件 2.4.2 MATLAB控制流 2.4.3 程序基本设计原则,2.4.1 M文件,Matlab通常使用命令驱动方式，当单行命令输入时，Matlab立即处理并显示结果，同时将运行说明和命令存入历史命令窗口。
8、Matlab语句的磁盘文件称作M文件，因为这些文件名的末尾是.M形式。 M文件有两种类型：命令（Script）文件 函数（function）文件,命令（Script）文件,第一类型M文件称为命令（Script）文件，特点如下： （1）最简单的M文件，它是一系列命令、语句的简单组合； （2）没有输入和输出参数； （3）顺序执行文件后变量是全局变量，保存在工作空间中; （4）可以直接运行。,例：%绘制花瓣 theta=-pi:0.01:pi; rho(1,:)=2*sin(5*theta).2; rho(2,:)=cos(10*theta).3; rho(3,:)=sin(theta).2; rh
9、o(4,:)=5*cos(3.5*theta).3; for k=1:4 subplot(2,2,k),polar(theta,rho(k,:) end,运行方式 （1）将所有命令复制粘贴到命令行窗口，按回车执行。 （2）在M文件编辑器中选择“Debug”，再选“Run”运行，或直接按“F5”运行程序。 （3）在命令行中键入文件名，再回车，注意不要加扩展名“.m”。,M文件命名时不要用纯数字，这样会导致错误的结果。若有一个名为“1.m”的M文件，运行后的结果只能是1。,注意,函数（Function）文件,函数文件的特点如下： （1）以function为引导； （2）可以接受输入、输出参数； （
10、3）内部变量为局部变量，运行完被释放。 （4）不能直接运行，必须调用。,函数（Function）文件,function X=total (n) %total 计算从1到n的n个数之和 %如果n比1小，则提示错误。 if n1 error (Input must be larger than 1); end k=1:n; X=sum (k);,函数定义行 function 函数名，输入变量，输出变量,注释行：在命令窗口键入help total后显示出来显示内容为连续的若干个右边的文字。,函数体：包括函数的全部程序代码,注意,函数文件编写完之后，保存的 文件名必须与函数名同名！,例 函数文件示例a
11、verage.m。 function y = average(x) % AVERAGE 求向量元素的均值 % 语法： % Y = average(X) % 其中，X 是向量,Y为计算得到向量元素的均值 % 若输入参数为非向量则出错 % 代码行 m,n = size(x); % 判断输入参数是否为向量,if (m = 1) | (n = 1) | (m = 1 ,在命令行中键入下面的指令运行例14的代码： z = 1:99; y = average(z) y = 50,1 选择结构 当人们判断某一条件是否满足，根据判断的结果来选择不同的解决问题的方法时，就需要使用选择结构。和C语言类似，MATL
12、AB的条件判断可使用if语句或者switch 语句。,2.4.2 MATLAB控制流,if语句 if语句的基本语法结构有三种，分别如下： (1)if 关系运算表达式 MATLAB语句 end 选择结构表示，当关系表达式结果为逻辑真时，执行MATLAB语句，可以是一个表达式，也可以是多个表达式。语句结尾处必须有关键字end。,(2)if 关系运算表达式 MATLAB语句A else MATLAB语句B end 选择结构表示，当关系表达式结果为逻辑真时，执行语句A，否则执行语句B，语句B结尾必须具有关键字end。,(3) if 关系运算表达式a MATLAB语句A elseif 关系运算表达式b
13、MATLAB语句B else 关系运算表达式c end 这种选择结构可判断多条关系表达式结果，按照执行逻辑关系执行相应语句。,例 if语句的使用if_examp.m。 clear all I=1; J=2; if I = J A(I,J) = 2; elseif abs(I-J) = 1 A(I,J) = -1; else A(I,J) = 0; end,switch语句 另外一种构成选择结构的关键字就是switch。在处理实际问题的时候，往往要处理多个分支，这时如果使用if-else语句处理多分支结构往往使程序变得冗长，降低了程序可读性。switch语句就可以用于处理多分支选择，语法结构如下
14、：,switch后的表达式可以是一个数值类型表达式或是一个数值类型的变量，当这个表达式的值同case后面的某一个常量表达式相等时，则执行case后面常量表达式后面的语句。 注意：MATLAB的switch和C语言不同。C语言case后面的语句必须包含类似break语句的流程控制语句，否则程序会依次执行符合条件的case语句后面的每一个case分支。但是在MATLAB中就不必如此，程序仅仅执行符合条件的case分支。,例 switch结构使用示例switch_examp.m。 clear all algorithm = input(Enter an algorithm in quotes (od
15、e23, ode15s,etc:),s); switch algorithm case ode23 str = 2nd/3rd order; case ode15s, ode23s str = stiff system; otherwise str = other algorithm; end disp(str);,2.循环结构 MATLAB中包含两种循环结构，一种是循环次数不确定的while循环，而另一种是循环次数确定的for循环。,while循环结构 while语句可用来实现“当”型的循环结构，形式如下： while(表达式) MATLAB语句 end 当表达式为真时，循环执行由语句构成的循环体，特点是先判断循环条件，循环条件成立，即表达式运算结果为“真”，再执行循环体。循环体执行的语句可以是一句也可以是多句，在语句后必须使用关键字end作为循环结构的结束。,for循环结构 使用for语句构成循环是最灵活、简便的方法，使用for语句循环需要预先知道循环体
