MATLAB之数字图像处理教程

矩阵的创建（续）
1、直接输入法－在命令窗口按规则输入方式创建矩阵
函数文件（续）
将上述程序存为文件sgn.m，便可以将其作为普 通的MATLAB函数来使用： >>x=4/3*pi; ↙ y=3*sgn(sin(x)) ↙ 显示结果为: y= -3
三、MATLAB的常用命令

MATLAB可以通过菜单对工作着的窗口进行 操作，也可以通过键盘在命令窗口输入命令进行 操作，下面给出几个常用的通用命令。 quit 关闭MATLAB exit 关闭MATLAB clc 清除MATLAB命令窗口中的所有显示内容 clear 清除工作空间中保存的所有变量 其他命令可以在学习应用中逐步熟悉。
（4）当前路径窗口(Current Directory)


当前路径窗口也称为当前目录窗口。可以显 示或改变当前目录。 当前目录指的是MATLAB运行文件时的工作 目录。只有在当前目录或搜索路径下的文件 及函数可以被运用或调用，如果没有特殊指 明，数据文件也将储存在当前目录下。 如果要建立自己的工作目录，在运行文件前 必须将该文件所在目录设置为当前目录。
（2）工作空间(Workspace)


工作空间用于保存MATLAB变量的信息。 在工作空间可以对变量进行观察、编辑、保 存和删除。 保存在工作空间中的自定义变量，直到使用 了“clear”命令清除工作空间或关闭了 MATLAB系统才被清除。 在命令窗口中键入“whos”命令，可以显示出 保存在工作空间中的所有变量的名称、大小、 数据类型等信息，如果键入“who”命令，则 只显示变量的名称。
函数文件（续）
实现符号函数
1, x 0, y sgn( x) 0, x 0, 1, x 0
运算功能的函数m文件为： function y=sgn(x) %这是一个定义符号函数 y=sgn(x)的函数文件。 if x<0 y1=-1; elseif x==0 y1=0; else y1=1; end y=y1;
MATLAB的变量与函数（续）

指出：
①自定义变量名一般不应和系统变量同名。 ②在MATLAB中输入的内容直接决定变量的类型。 ③使用who和whos命令可以查看变量。 ④使用clear命令可以删除所有定义过的变量。如果 只是删除其中某些变量，应在clear后面指定要删除 的变量名。例如 clear a z ⑤有了变量，就可以组成表达式，也就可以对变量进 行赋值。MATLAB的赋值语句有两种形式。 ● 变量名＝表达式 ● 表达式 在第一种情况下，MATLAB将右边的表达式的值赋值 给左边的变量，在第二种情况，MATLAB将表达式的 值赋值给系统变量ans。 ⑥所谓表达式，就是用运算符号把特殊字符、函数名、 变量名等有关运算量连接起来的式子，其结果是一 个矩阵。

命令文件（续）
将上述程序存入文件fl.m，然后在命令窗口键入 >>fl↙ 显示结果为 n= 13 sum= 91

指出： 程序中由符号“%”开始的文字都是注释文字， 用来对程序或程序行进行注释说明，符号“%”称为 注释符，MATLAB在执行时将忽略“%”后的内容。
（2）函数文件
①
② ③
④ ⑤
一、MATLAB的开发环境

MATLAB的开发环境主要包括命令窗口、工 作空间窗口、命令历史窗口、当前路径窗口、 （M文件编辑器、在线帮助浏览器）等。
（1）命令窗口(Comma言，输入命令即给出运算结 果。而命令窗口则是MATLAB的主要交互窗口，用 于输入和编辑命令行等信息，显示结果（图形除 外）。 当命令窗口中出现提示符“>>”时，表示MATLAB已 经准备好，可以输入命令、变量或运行函数。提示 符总是位于行首。 在每个指令行输入后要按回车键，才能使指令被 MATLAB执行。
二、MATLAB的运行方式 1、命令行运行方式 演算纸式的科学计算语言 在MATLAB的应用中，最基本、最简单 的应用，就是在命令窗口中直接输入命令来 实现计算或绘图功能。 MATLAB命令行的一般形式为： 变量＝表达式 或： 表达式 （赋值语句）
命令行运行方式（续）
①
使用MATLAB最简单的方式是将MATLAB的命令窗口看 作计算器，通过输入数学算式直接计算。 >>1＋2＋3＋4＋5↙ ans= 15 ② 如果在输入的表达式后面跟上分号“；”，那么运 行后就不会马上显示运算的结果，必须键入输出变 量后才能显示运算结果。用分号关闭不必要的输出 会使程序运行速度成倍甚至成百倍地提高。 >>1＋2＋3＋4＋5； ↙ 则不会马上显示运算结果，要得到运算结果，必须 >>ans↙ 则显示结果为 ans= 15
命令行运行方式（续）
⑤在一行中也可以写几个语句，它们之间用逗号“，” 或分号“；”隔开。 >>A=[1,2,3.3,sin(4)],X=1966/310+1↙ 则输出结果 A＝ 1.0000 2.0000 3.3000, -0.7568 X= 7.3419。
2、m文件运行方式



所谓m文件，就是用MATLAB语言编写的、可以在 MATLAB中运行的程序。它是以普通文本格式存 放的，故可以用任何文本编辑软件进行编辑。 MATLAB提供的m文件编辑器就是程序编辑器。 在File菜单中选择NEW，再选择M-file，或点击新 建图标，就可以调出m文件编辑器，用户可以用此 编辑器编写m文件。 m文件有两种形式，一种称为命令文件（Script File），另一种称为函数文件（Function File）， 两种文件的扩展名都是m。
MATLAB的变量与函数（续）

系统变量 变量名 ans pi inf(Inf) eps 意义 用于存储计算结果的默认变量 圆周率π 无穷大∞，例如1/0
计算机的最小数，和1相加产生比1大的 数，在pc机上为2－52。 NaN(nan) 不定量，如0/0 i或j 虚数单位，i=j=sqrt(-1)
（3）命令历史窗口(Command History)



命令历史窗口记录用户每一次启动MATLAB 的时间以及在命令窗口运行过的所有指令。 命令历史窗口中的指令可以被复制到命令窗 口重新运行。 如果要清除掉这些记录，可以选择“Edit”菜 单中的“Clear Command History”项。
数值计算的工具—MATLAB


MATLAB是由MathWorks公司开发的一种主要用于数 值计算及可视化图形处理的工程语言。它将数值计 算、矩阵计算、图形图像处理、信号处理和仿真等 诸多强大的功能集成在轻易使用的交互式计算机环 境中，为科学研究、工程应用提供了一种功能强、 效率高的编程工具。 MATLAB的优点在于快速开发计算方法，而不在于计 算速度。
MATLAB—“矩阵实验室”
§1 MATLAB基本操作 §2 MATLAB数值计算 §3 MATLAB程序设计 §4 MATLAB应用技巧
§1 MATLAB基本操作
一 二
三
四 五
MATLAB开发环境 MATLAB的运行方式 MATLAB的常用命令 MATLAB的基本运算 MATLAB的变量与函数

§2
MATLAB的数值计算
MATLAB运算的基本数据对象是矩阵，标 量可以看作是1×1的矩阵，向量可以看作是 1×n或n×1的矩阵。因此，可以说MATLAB 的数据结构就是矩阵，以矩阵运算为代表的基 本运算功能一直是MATLAB引以为自豪的核 心与基础。
一、矩阵的创建 矩阵是线性代数的基本运算单元。 通常矩阵是指含有m行n列数值的矩形结构。矩阵中 的元素可以是实数也可以是复数，由此可以将矩阵划 分为实矩阵和复矩阵。 MATLAB支持线性代数所定义的全部矩阵运算。 在MATLAB中创建矩阵应遵循以下原则： ①矩阵的元素必须在方括号“［ ］”中。 ②矩阵的同行元素之间用空格或逗号“，”分隔。 ③矩阵的行与行之间用分号“；”或回车符分隔。 ④矩阵的尺寸不必预先定义。 ⑤矩阵元素可以是数值、变量、表达式或函数。如果 矩阵元素是表达式，系统将自动计算出结果。
命令行运行方式（续）
③如果在表达式后面跟上逗号“，”或什么都不跟，运 行后会马上显示该表达式的运算结果。 ④如果一个表达式很长，可以用续行号“…”将其延续到 下一行。 >>1+2+3+4+5+…↙ %注意加号写在本行。 6+7+8+9+10↙ 则输出结果 ans= 55 如果续行号前面是数字，直接使用续行号会出现 错误，有三种解决办法，一是设法使续行号前面是一 个运算符号，二是先空一格再加续行号，三是再加一 个点。
函数文件是另一类m文件，可以像库函数一样方便 地被调用，MATLAB提供的许多工具箱，是由函 数文件组成的。 对于某一类特殊问题，用户可以建立系统的函数文 件，形成专用工具箱。 函数文件的第一行有特殊的要求，它必须遵循如下 的形式： function<因变量>=<函数名>(<自变量>) 其他各行都是程序运行语句，没有特别要求。 函数文件的文件名必须是<函数名>.m。
2、函数 数学函数 函数名 含义 abs(x) x的绝对值 sqrt(x) exp(x) sin(x) cos(x) asin(x) acos(x) tan(x) x的平方根 e的x次方 x的正弦 x的余弦 x的反正弦 x的反余弦 x的正切 函数名 含义 atant(x) x的反正切 cot(x) acot(x) log(x) log10(x) sinh(x) cosh(x) x的余切 x的反余切 x的自然对数 x的常用对数 双曲正弦 双曲余弦
函数（续）
机器函数 ① pause 程序将暂时停在该函数所在位置，击任意 键程序继续执行 ② echo on 在命令窗口显示正在执行的程序指令 ③ cputime 给出MATLAB所耗用的总机器时间 ④ clock 给出日期及当前时间 指出 ① 在表达式中，函数一定要出现在等式的右边。 ② 每个函数对其自变量的个数和格式都有一定要求， 如三角函数的单位是“弧度”而不是“度”。 ③ 函数允许嵌套，如sqrt(sin(10))。 ④ 系统函数的函数名小写。注意函数名也是区分大小 写的。