Matlab介绍 陈雷 2008-04-05

简介 Matlab基础 Matlab图像操作基础 Matlab图像变换 www.software.fudan.edu.cn

+, -, *, ^, /(右除), \(左除) Matlab基础 常用运算符 一维数组创建 一维数组的访问和赋值 直接创建 x = [1,2,3,4,5,6,7] X = 初值:终值，x = 10:20 X = 初值:增量:终值, x = 0:0.1:1 X = linspace(初值，终值，n), x = linspace(0,pi,11) X = logspace(初值，终值，n), x = logspace(0,1,11) 一维数组的访问和赋值 用括号来表示下标：x(n)表示访问x的第n个下标 X([1 2 3]) 或者 x([1,2,3]) X(1:3) X(3:end) 修改 X(3) = 0, x([1 4]) = [1 1] www.software.fudan.edu.cn

Matlab基础 二维数组 A = [1,2,3;3,4,5] A(2,1) : 访问A的第二行，第一列 特殊数组 全1数组 全0数组 ones(n): 创建一个nXn的1数组 ones(r,c): 创建一个rXc的1数组 全0数组 zeros(n) zeros(r,c) 单位矩阵 eye(4,4) www.software.fudan.edu.cn

Matlab基础 数组运算(数组运算是元素与元素之间的运算，与矩阵运算不同) 矩阵运算 +  加 -  减 .*  乘积 +  加 -  减 .*  乘积 ./  左除 .^  乘幂 矩阵运算 *  乘积 /  左除 ^  乘幂 ‘  转置 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 Matlab程序文件 .m文件 命令文件，一组相关命令编辑在同一个ASCII码命令文件中。 运行时，只需要输入文件名字(没有.m后缀)，Matlab就会自动按顺序执行文件中的命令 第一句可执行语句是以function引导的定义语句 不需要用end 作为M文件的结束标志 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 %logotu.m load logo surf(L,R),colormap(M) n=size(L,1); axis off axis([1 n 1 n -.2 .35]) view(-37.5,60) --保存为logotu.m >>logotu www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 %fibfun.m function f=fibfun(n) if n>2 f=fibfun(n-1)+fibfun(n-2); else f=1; end >>fibfun(3) Ans = 2 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 数据类型 double char sparse unint8 cell struct www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 程序结构 顺序结构 循环结构 for.end循环 for x = array {command} end >>for i = 1:10; y(i) = I; end; >>y y = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 while.end循环 while expression {command} end >> a(1) = 1; a(2) = 1; i = 2; >> while a(i) <= 10000 a(i + 1) = a(i - 1) + a(i); i = i + 1; end; >> i, a(i), i = 21 ans = 10946 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 选择结构 if expression {command} end function f = pdbsline(x) if x < 0 f = 0; elseif x < 1 f = x; elseif x < 2 f = 2 - x; else f = 0 www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 分支结构 switch switch_expr case case_expr statement, …, statement case {case_expr1, case_expr2, case_expr3,…}, … otherwise, statement,…,statement end www.software.fudan.edu.cn

Matlab 6 语言结构与编程 function f = casefun(method) switch lower(method) case {'linear','bilinear'}, disp('method is linear') case 'cubic', disp('method is cubic') case 'nearest', disp('method is nearest') otherwise, disp('Unknwn method.') end >> casefun('linear') method is linear >> casefun('cubic') method is cubic >> casefun('cub') Unknwn method. www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 Matlab图像类型 真彩色图像 索引图像 灰度图像 二值图像 又称RGB图像 一个尺寸为m X n 的彩色图像，在matlab中存储为m X n X 3的多维数组 索引图像 灰度图像 二值图像 www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 转换图像类型 im2bw函数，通过设置亮度阈值将真彩色图转换成二值图 BW = im2bw(RGB, level), level为归一化阈值 load trees BW = im2bw(X, map, 0.4) imshow(X, map) figure, imshow(BW) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 mat2gray函数，用于将一个数据矩阵转换成一幅灰度图 I = mat2gray(A) I = imread('rice.tif') %产生sobel算子，并且用sobel算子对图像I进行滤波 J = filter2(fspecial('sobel'),I); %将数据矩阵转换成灰度图像 K = mat2gray(J); imshow(I) figure,imshow(K) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 rgb2gray函数 用于将一幅真彩图像转换成灰度图像 I = rgb2gray(RGB) rgb2ind函数 用于将真彩图转换成索引图像 I = rgb2ind(X, map) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 读写图像文件 imread函数 imwrite函数 Imfinfo函数 用于读取各种图像文件 A = imread(filename, format) imwrite函数 用于输出图像 imwrite(A, filename,format) Imfinfo函数 用于读取图像文件的有关信息 info = imfinfo(filename,format) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 图像文件的显示 Image函数 最原始的图像显示函数 Image(X); colormap(map); load clown image(X) colormap(map) axis equal axis('cff') www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 imshow函数 最常用的显示各种图像的函数 imshow(I, [low, high]) – 用于显示灰度图像，[low, hight]为图像数据的值域，如果不清楚值域用[] Imshow(RGB) – 用于显示真彩图像 I = imread('rice.tif') %用模板[1 2;-1 -2]对图像滤波 J = filter2([1 2;-1,-2],I) imshow(I) %由于滤波后图像灰度范围与绿波前不同，所以用[]来作为参数 figure, Imshow(J,[]) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 subimage函数 用于在一个图像窗口内使用多个调色板，使得各种图像能在同一窗口中显示 subimage(X,map), subimage(RGB)… load trees X2 = X map2 = map load clown subplot(1,2,1),subimage(X, map); subplot(1,2,2),subimage(X2,map2) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 图像块操作 图像块操作是将图像的数据矩阵划分为同样大小的矩行区域操作，他是图像分析和图像压缩的基础 bestblk函数用于选择图像的尺寸 Size = bestblk( [m n], k) 返回对尺寸为mXn的图像块的划分size，k为图像块划分长度和宽度的最大值 [mb, nb] = bestblk([m n], k) Mb, nb分别为图象块划分的行数和列数 www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像操作基础 blkproc函数 通用的图象块操作函数 B = blkproc(A, [m n], function), B = blkproc(A, [m n], function, P1, P2,…) P1,P2为function中除x以外的其他参数 %计算图像快局部标准差 I = imread('tire_orig.bmp'); f = inline('uint8(round(std2(x) * ones(size(x))))'); I2 = blkproc(I, [8 8],f); imshow(I) figure, imshow(I2, []) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像变换 傅立叶变换 ifft2(I), ifft2(I, m, n) ifftn(I), ifftn(I,size) Matlab中提供fft, fft2,fftn三个函数，分别用于计算一维，二维和n维离散傅立叶变换 fft2(I), fft2(I, m, n) 通过对图象I剪切或者补全，按用户指定的点数计算fft, 返回矩阵的大小为mXn fftn(I), fftn(I, size) fftshift(I) 将变换后的图象频谱从举证的圆点移到矩阵的中心 ifft2(I), ifft2(I, m, n) ifftn(I), ifftn(I,size) www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像变换 快速傅立叶变换例子 %计算图像的二维傅立叶变换 %并显示起幅值的结果 load imdemos saturn2 imshow(saturn2) B = fftshift(fft2(saturn2)) %很多MATLAB图像显示函数无法显示复数图像 %为了观察图像傅立叶变换后的结果 %应该对变换后的结果求模，调用abs() figure, imshow(log(abs(B)), []); colormap(jet(64)); colorbar www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像变换 离散余弦变换 dct2(A), dct2(A, m, n): 实现二维离散余弦变换 Idct2(A), idct2(A, m, n):逆变换 load imdemos saturn2 imshow(saturn2) B = dct2(saturn2) figure, imshow(log(abs(B)), []); colormap(jet(64)); colorbar www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像变换 dctmtx函数 返回dct变换矩阵 D = dctmtx(n), 返回nXn的DCT变换矩阵 如果矩阵A的大小为nXn, D*A是A矩阵每一列的变换值，D’*A为A每一列的逆的变换值，如果矩阵A为nXn的方阵，则A的DCT变换可以利用D*A*D’计算。 www.software.fudan.edu.cn

Matlab图像变换 离散余弦变换和图象压缩 I0 = imread('lena2.jpg'); I0 = im2double(I0); I = RGB(:,:,1); %产生二维DCT变换矩阵 T = dctmtx(8); %计算二维DCT B = blkproc(I, [8 8], 'P1*x*P2',T,T'); %二值掩膜，用来压缩DCT的系数 mask = [ 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]; %只保留DCT变换的10个系数 B2 = blkproc(B, [8 8], 'P1.*x',mask); %逆DCT变换，用来重构图像 I2 = blkproc(B2, [8 8], 'P1*x*P2',T',T); imshow(I); figure, imshow(I2); www.software.fudan.edu.cn

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