Matlab 介绍

1. Matlab介绍 陈雷 2008-04-05

2. Matlab基础 Matlab图像操作基础 Matlab图像变换 简介

3. Matlab基础 • 常用运算符 • +, -, *, ^, /(右除), \(左除) • 一维数组创建 • 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]

4. 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 • 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)

5. 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) • +  加 • -  减 • .*  乘积 • ./  左除 • .^  乘幂 • 矩阵运算 • +  加 • -  减 • *  乘积 • /  左除 • ^  乘幂 • ‘  转置

6. Matlab6 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

7. Matlab6 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

8. Matlab6 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

9. Matlab6 语言结构与编程 • 数据类型 • double • char • sparse • unint8 • cell • struct

10. Matlab6 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

11. Matlab6 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

12. Matlab6 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 end

13. Matlab6 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,…}, statement, …, statement … otherwise, statement,…,statement end

14. Matlab6 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.

15. Matlab图像操作基础 • Matlab图像类型 • 真彩色图像 • 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

16. 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)

17. 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)

18. 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)

19. Matlab图像操作基础 • 读写图像文件 • imread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)

20. 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')

21. 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,[])

22. 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)

23. 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

24. 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, [])

25. Matlab图像变换 • 傅立叶变换 • 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)

26. 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

27. 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

28. 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。

29. 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 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);

30. Thank You !