MATLAB 软件使用简介 轮廓线提取 实验2 图像轮廓线提取技术 实验3 RGB向量空间中的图像分割技术 实

MATLAB 软件使用简介

MATLAB 是一个功能强大的数学软件, 它不但可以解决数学中的数值计算问题, 还可以解决符号演算问题, 并且能够方便地绘出各种函数图形。MATLAB自1984年由美国的MathWorks公司推向市场，现已成为国际最优秀的科技应用软件之一。

一、MATLAB 的工作界面

启动MATLAB后, 出现MATLAB命令窗口，空白区域是MATLAB 的工作区, 在此可输入和执行命令。

二、 MATLAB 操作的注意事项

●在工作区输入MATLAB命令后, 按下Enter键才能执行命令。

●MATLAB 是区分字母大小写的。

●如果不想显示结果，只要在所输入命令的后面加上一个分号“；”即可。

如：x= 2 + 3↙ x=5

x = 2 + 3 ; ↙不显示结果5

●如果一个表达式一行写不下，可以在行尾键入“...”来换行。

如：q=5^6+sin(pi)+exp(3)+(1+2+3+4+5) ...

-5+1/2-567

●命令行与M文件中的百分号“%”标明注释。

三、MATLAB的变量与表达式

●MATLAB的变量名

MATLAB的变量名是用一个字母打头，后面最多跟19个字母或数字。应该注意不要用MATLAB中的内部函数或命令名作为变量名。列出当前工作空间中的变量命令为：

who 将内存中的当前变量以简单形式列出；

whos 列出当前内存变量的名称、大小、类型等信息；

clear 清除内存中的所有变量与函数。

● MATLAB 常用的预定义变量

ans ：保存计算结果的缺省变量；Inf 或inf ：无穷大； i 或j

pi ：圆周率π。

● MATLAB 的运算符

数学运算符：+，-，*, \（左除）, / (右除) , ^ (乘幂) 关系运算符：<, >, <=, >=, = =(等于), ~= (不等于) 逻辑运算符：&(逻辑与), |( 逻辑或), ~( 逻辑非)

● MATLAB 的表达式及语句

表达式由运算符、函数、变量名和数字组成的式子。MATLAB 语句由变量、表达式及MATLAB 命令组成，用户输入的语句由MATLAB 系统解释运行。MATLAB 语句的2种最常见的形式为：

形式1：表达式 形式2：变量=表达式

在第一种形式中，表达式运算后产生的结果如果为数值类型，系统自动赋值给变量ans ，并显示在屏幕上。

例1：用两种形式计算3

6sin 5e ++π算术运算结果。

解：形式1： 5^6+sin(pi)+exp(3) ↙

ans = 1.5645e+004

形式2： a=5^6+sin(pi)+exp(3) ↙

a =

1.5645e+004

例2：已知矩阵

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢

⎣⎡=22

11

,2121B A ，对它们做简单的关系与逻辑运算

解：A=[1,2;1,2]; ↙

B=[1,1;2,2]; ↙ C=(A

C=

0 0

0 0

四、MATLAB 的数据显示格式

虽然在MATLAB 系统中数据的存储和计算都是双精度进行的，但MATLAB 可以利用菜单或format 命令来调整数据的显示格式。Format 命令的格式和作用如下：

● format|format short 5位定点表示 ● format long 15位定点表示 ● format short e 5位浮点表示 ● format long e 15位浮点表示

● format short g 系统选择5位定点和5位浮点中更好的表示 ● format long g 系统选择15位定点和15位浮点中更好的表示 ● format rat 近似的有理数的表示 ● format hex 十六进制的表示

● format bank 用元 角分（美制）定点表示 ● format compact 变量之间没有空行 ● format loose 变量之间有空行

例3：对数7sin 5+=a 用五位定点、十五位定点以及有理数形式表示出来。 解： a=5+sin(7),format short,a ↙

a = 5.6570 format rat,a ↙ a =

3117/551 format long,a ↙ a =

5.65698659871879

五、MATLAB 中的常用函数

数学上的函数，MATLAB基本上都有。

表5.1 常用的三角函数

表5.2 常用的计算函数

六、矩阵的操作

MATLAB的基本单位是矩阵，它是的MATLAB精髓，掌握矩阵的输入、各种数值运算以及矩阵函数的使用是以后能否学好MATLAB的关键。

矩阵的输入

(1) 直接输入创建矩阵

整个矩阵以“[”和“ ]”作为首尾，同行的元素用“，”或空格隔开，不同行的元素用“；”或按Enter键来分隔；矩阵的元素可以为数字也可以为表达式，如果进行的是数值计算，表达式中不可包含未知的变量。

例4：直接输入创建矩阵

解：A = [1,2,3; 4,15,60; 7,8,9] ↙

(2) 用矩阵函数来生成矩阵

MATLAB 提供了大量的函数来创建一些特殊的矩阵。

表5.3 常用的矩阵函数

例5：输入矩阵。

解：ones(3) ↙ %生成元素都为1的3阶方阵

例6：输入矩阵

解：zeros(2,5) ↙ %生成元素都为0的2行5列零矩阵

例7：生成3阶魔方矩阵。

解：magic(3) ↙

●操作符“：”的说明

j:k 表示步长为1的等差数列构成的数组：[j, j+1, j+2,…, k] j:i:k 表示步长为i的等差数列构成的数组：[j,j+i,j+2*i,…, k] A(i:j) 表示A(i)，A(i+1)，…，A(j)

例8：操作符冒号”:”的应用

解：1:5 ↙ %步长为1的等差数列。

1:2:7 ↙ %步长为2的等差数列。

8:-2:0 ↙ %步长为-2的等差、递减数列。

●对矩阵元素的操作

A(i,j) 表示矩阵A的第i行第j列元素。

A(:,j) 表示矩阵A的第j列。

A(i,:) 表示矩阵A的第i行。

A(:,:) 表示A的所有元素构造2维矩阵

A(:) 表示以矩阵A的所有元素按列做成的一个列矩阵。

A(i) 表示矩阵A(:)的第i个元素。

[ ] 表示空矩阵

●元素的抽取与赋值

例9：已知矩阵，抽取与修改矩阵A的一些元素

解：A=[1 23 56;sin(3) 7 9;log(2) 6 1] ↙ %输入矩阵A。

A(2,3) ↙ %求矩阵A的第二行第三列元素。

A(4) ↙ %求矩阵A的第四个元素。

A(2:4) ↙ %取矩阵A的A(2),A(3),A(4)。