Matlab的使用方法

Matlab的使用方法内容摘要:如今，Matlab不但可以用于处理代数问题和信号问题，而且还具有强大的图像处理以及仿真模拟等功能。Matlab最为突出的特点是易于扩展，它不仅仅是线性代数的标准工具，而且适用于不同专业的研究方向，由于Matlab软件功能强大，因此在数值计算、信号处理过大时，可直接使用工具箱，从而扩大Matlab的应用范围。本文介绍了如何利用Matlab及其图像处理工具箱进行图像处理，并通过举例来进行说明。文章中体现出Matlab强大的优势，能促使我们在学习和实际工作中充分利用Matlab解决实际问题。关键词：图像处理信号处理代数问题Abstract:Today,notonlycanbeusedtodealingwithalgebraandMatlabsignalproblems,butalsohasstrongimageprocessingandsimulation,etc.Matlabisthemostoutstandingcharacteristiciseasytoextend,itisnotjustastandardtoolforlinearalgebra,andissuitablefordifferentprofessionalresearchdirection,duetothepowerfulfunctionofMatlabsoftware,sothenumericalcalculation,signalprocessingistoolarge,canbedirectlyusetoolbox,thusexpandingthescopeoftheapplicationofMatlab.ThispaperintroduceshowtousetheimageprocessingandimageprocessingtoolboxofMatlab,andthroughexamplestoillustrate.ArticlereflectsthepowerfuladvantageofMatlabcanleadusinlearningandmakefulluseofMatlabtosolvepracticalproblemsinpracticalwork.Keywords:ImageprocessingThesignalprocessingAlgebraproblems目录前言................................................................................................................................11Matlab的简介.........................................................................................................12Matlab的使用.........................................................................................................22.1Matlab系统桌面..........................................................................................22.2Matlab自带工具箱......................................................................................33Matlab语言基础.....................................................................................................43.1程序控制结构...............................................................................................43.1.1顺序结构............................................................................................43.1.2循环结构............................................................................................53.1.3判断结构............................................................................................53.1.4分支结构............................................................................................53.1.5其他控制语句....................................................................................63.3Matlab的图形处理......................................................................................64Matlab的应用-PCM通信系统仿真........................................................................74.1原始信号经过抽样后的Matlab仿真.........................................................74.2信号经过量化后的Matlab仿真.................................................................85结束语......................................................................................................................9参考文献......................................................................................................................101前言Matlab作为一款应用型数学软件，可用于算法开发，对数据进行分析，图像处理以及计算数值等应用的计算机高级语言。相较C语言，Java语言等高级语言所不同的是，Matlab集成了大量的数学函数，主要针对于图形计算和矩阵运算，而对于C语言等高级语言并无针对性。而Matlab作为一种交互式，并且以矩阵为基础的可视化计算软件，正由于该软件在处理数字图像上的独特优势，在数学建模，信号处理等方面更加便捷，所以在专业学科的学习及应用上，Matlab相较于其他编程软件更占据优势。1Matlab的简介Matlab是由两个英语单词Matrix和Laboratory组合而成的，直译则为矩阵实验室，由此可知该软件是以矩阵为基础的数学软件。Matlab软件其实是一款商业数学软件，它由美国TheMathWorks公司出品，在专业方面进行矩阵数值运算的高级计算机语言。Matlab与Mathematica、Maple为三大数学应用软件，相较于Mathematica这类科学计算软件以及Maple类的通用数学和工程计算软件，Matlab在图像处理、矩阵计算、信号检测和处理方面等更胜一筹，所以在大部分数学建模过程以及部分专业课程上具有更大的应用价值.Matlab语言的优点：1）语言简洁，不用考虑变量的定义、内存分配等；2）具有丰富的库函数；3）图形处理能力更为强大。Matlab语言的缺点：该语言作为一种合成语言，相较于其他高级语言，编译时间更长，并且由于系统自动为变量分配内存空间，所以变量都将保存在公共工作区，其封装性不佳。22Matlab的使用2.1Matlab系统桌面Matlab系统桌面如图2.1-1所示：图2.1-1Matlab系统桌面Matlab系统桌面中包含了命令行窗口，工作区，编辑区和当前文件夹。其中命令行窗口不用建立函数，直接进行命令的执行，如图2.1-2所示：图2.1-2Matlab命令行窗口3一般的函数处理都需要在编辑区中进行处理，故需要新建立脚本，其相应的保存在文件夹中，若当前运行的脚本不在当前文件夹中，需更改文件夹，或将脚本移动到当前文件夹中。脚本文件如图2.1-3所示：图2.1-3Matlab编辑区脚本文件若需新建脚本，则需进行文件的创建。具体分为两个办法，可在编辑器上点击一个加号的图像进行直接添加，也可以在菜单栏中的主页上选中新建脚本进行建立。2.2Matlab自带工具箱Matlab有一个很好的功能，就是自带工具箱，其中所包含的程序都是很繁琐的，有了工具箱，可以更加便捷的使用。如图2.2-1所示：4图2.2-1Matlab工具箱在工具箱中不仅包含数学、统计、优化、图像处理、通信处理等，还包括计算生物学，计算金融学等。在通信上的信号处理，通道设置等，数学建模上的遗传算法、蚁群算法等，都可以在工具箱上直接使用。由此可见Matlab工具箱的强大。3Matlab语言基础3.1程序控制结构Matlab同其他计算机高级语言一样，都具有程序控制结构，主要包括顺序结构，循环结构，判断结构，分支结构以及其他的控制语句，如继续语句，返回语句和中断语句等。3.1.1顺序结构作为程序中最基本的结构，每个语句按照文本顺序依次执行。具体语句例如：5x=A(:,1);y=A(:,2);z=A(:,3);scatter(x,y,5,z)；3.1.2循环结构正如其名，循环结构即重复执行程序所在段落。用于反复执行一段程序体，直到满足循环终止条件。具体有for语句、while语句、do-while语句和goto语句。①for语句：基本格式为：for变量=初值：增量：终值。②While语句：用于将代码执行多次，其使用的表达式主要为逻辑判断语句，若表达式的值为true，则执行循环；若表达式的值为false，则跳出循环。③do-while语句：与while语句唯一不同的一点，是至少保证循环体执行一次。具体语句例如：a.fori=1:2:100b.while(i1000)c.dos=s+i;s=s+i;s=s+i;endendwhile(i1000)3.1.3判断结构最简单的判断语句为if-end，其表达式为逻辑表达式，当表达式的值为true是时，执行判断结构中的语句，当表达式的值为false时，则跳出判断结构。与之相应的if-else-end，唯一不同的是，在逻辑表达式的值为false时，需要先执行else之后的语句后，再跳出判断结构。3.1.4分支结构分支语句即为：switch-case-end，switch其所含变量需为数值或字符串，在该变量的值与case下的语句相对应是，则执行该语句，若未找到与之对应的语句，则执行otherwise之后的语句。63.1.5其他控制语句A、中断语句break：通常用于循环结构当中，使语句在循环未到终止条件前提前跳出循环体。B、继续语句continue：通常用于循环结构当中，与break语句所不同的是，continue语句结束本次循环，执行循环中并未执行的一部分，再继续下一次循环，并不跳出循环体。C、返回语句return：