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第二章 Matlab 图像处理基础

第二章 Matlab 图像处理基础. 第一部分. 一 . Matlab 编程基础 1.1matlab 集成环境 1.2 数组和矩阵基本计算 1·3 语言结构与编程 二 . Matlab 图像处理工具箱. 1.1matlab 集成环境. 1.1.1 界面外观 1.1.2 、 Matlab 命令窗口 1.1.3 、 Matlab 工作空间 1.1.4 、命令历史窗口 1.1.5 、 M 文件编辑窗口 1.1.6 、 Matlab 搜索路径. 1.1.1 界面外观. MATLAB 的用户界面可以包含多个窗口，这些窗口分别为：

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第二章 Matlab 图像处理基础

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Presentation Transcript

  1. 第二章 Matlab图像处理基础 第一部分

  2. 一. Matlab 编程基础 • 1.1matlab集成环境 • 1.2数组和矩阵基本计算 • 1·3语言结构与编程 • 二. Matlab图像处理工具箱

  3. 1.1matlab集成环境 • 1.1.1界面外观 • 1.1.2、 Matlab命令窗口 • 1.1.3、Matlab工作空间 • 1.1.4、命令历史窗口 • 1.1.5、 M文件编辑窗口 • 1.1.6、 Matlab搜索路径

  4. 1.1.1界面外观 • MATLAB的用户界面可以包含多个窗口，这些窗口分别为： • 历史命令窗口(Command History)、 • 命令行窗口(Command Window)、 • 当前目录浏览器(Current Directory Browser)、 • 工作空间浏览器(Workspace Browser)、 • 目录分类窗口(Launch Pad)、 • 数组编辑器(Array Editor)、 • M文件编辑器/调试器(Editor/Debugger)、 • 超文本帮助浏览器(Help navigator/Browser)

  5. MATLAB启动的界面可以具有多种默认的选择，用户可以通过MATLAB界面中的“Desktop”菜单选择不同的MATLAB界面。MATLAB启动的界面可以具有多种默认的选择，用户可以通过MATLAB界面中的“Desktop”菜单选择不同的MATLAB界面。 • 一般情况下，建议用户选择“Command Windows Only”方式来运行MATLAB。在这种启动方式下，MATLAB的启动速度比较快，占用的资源略少。

  6. MATLAB默认的用户界面

  7. 1.1.2、 Matlab命令窗口 • 1、命令窗口的使用 • 2、命令窗口设置 • 3、控制指令 • 4、有用快捷键

  8. 1、命令窗口的使用 • 用于输入命令和输出结果，在这里输入命令会立即执行并显示执行结果，适用于短小程序，对编写大程序应采用M文件编程方法。 • 点击窗口右上角的箭头，可以得到独立的浮动命令窗口，如下图所示。

  9. 命令窗口可以直接作为计算器使用，也可以调用函数。在命令行窗口中，调用这些函数的方法就是直接键入函数或者指令，并且根据不同的函数提供相应的参数列表。命令窗口可以直接作为计算器使用，也可以调用函数。在命令行窗口中，调用这些函数的方法就是直接键入函数或者指令，并且根据不同的函数提供相应的参数列表。

  10. 例1-1：计算算术表达式： 只要直接在MATLAB的命令行窗口中键入： >> -5/(4.8+5.32)^2↙ 系统将直接计算表达式的结果，并且给出答案： ans = -0.0488

  11. 注意： • ● 这里的符号“>>”为MATLAB的命令行提示符。 • ● 这里的符号“↙”表示键入表达式之后按回车键。 • ● MATLAB的数学运算符同其他的计算机高级语言(例如C语言)类似。 • ● 这里计算得到的结果显示为ans，ans是英文单词“answer”的缩写，它是MATLAB默认的系统变量。 • ● 所有MATLAB的计算结果和数值都默认使用双精度类型显示。

  12. 例子1-2 计算复数的运算(1+2i)×(1-3i)。 • 在MATLAB命令行窗口中键入： • >> (1+2i)*(1-3i) ↙ • 系统直接计算表达式的结果，并给出答案： • ans = • 7.0000-1.0000i

  13. 注意： • 在MATLAB中表示复数，按照例子1-2中所示的样式，即x±yi，其中x和y都是双精度的数字。在这里，i作为复数单位存在，同样也可以使用j表示复数单位。 • 上面的两个例子中都是将MATLAB直接作为计算器来使用的，在MATLAB的命令窗口中还可以定义相应的MATLAB数据对象和变量以及调用函数。

  14. 例子1-3 调用函数。 • >> cos(pi/2) • ans = • 6.1232e-017 • >> exp(acos(0.3)) • ans = • 3.5470

  15. 小技巧 • 重复命令的快捷处理 • MATLAB的命令行窗口具有命令行记忆的功能。在命令行窗口中，使用上、下光标键就可以重复以前键入的指令。 • 而且MATLAB还具有局部记忆的功能，例如在MATLAB的命令行窗口中曾经执行了一个函数testcommandwindows，那么再次运行该函数时，只要在命令行中键入test，然后按光标上键↑，整条命令就会出现在命令行窗口中，这时按回车键就可以执行该指令了。

  16. 2、命令窗口设置 • MATLAB的计算结果除了用图形方式进行可视化输出以外，大多数情况下，都是在命令窗口中输出的。 • （字体、字号或者色彩） • 执行“File”菜单下的“Reference”命令，在弹出的对话框中，选择左边选项中的“Command Window”项，然后展开“Font & Colors”子选项，对话框的右边则出现可以设置的文本输出特性，如图所示。 • 1）设置文本的显示格式

  17. 2）设置数据的显示格式 • 在命令行窗口中显示数值计算的结果具有一定的格式，例如在上一小节的两个例子中，所有的数值都是按照MATLAB默认的数字显示格式——短(short)格式显示的，在这种表示方法下具有固定的格式，保留小数点后四位有效数字，对于大于1000的数值，使用科学计数法表示。 • 设置数据的显示格式需要使用format指令，具体的使用方法如下表所示

  18. MATLAB命令行窗口显示数据的格式

  19. 例子1-4 使用不同的数据显示格式显示数字。 • 在MATLAB命令行中，键入下面的指令： • >> pi • ans = • 3.1416 • >> format long • >> pi • ans = • 3.14159265358979 • >> format + • >> pi • ans = • +

  20. 3、控制指令 • MATLAB包含的函数可以粗略地分为两大类： • 一是执行各种具体计算或者数据处理功能的函数。例如cos函数、sqrt函数等 • 另外一类是进行用户环境控制的指令。如退出MATLAB会话、执行操作系统的功能等。在下表中对一些常用的控制指令进行了总结。

  21. 常用的MATLAB控制指令

  22. 4、有用快捷键 • Ctrl+c 中断正在执行的命令 • Ctrl+p 调出前一个命令行 • Ctrl+n 调出后一个命令行 • Ctrl+a 光标移至行首 • Ctrl+e 光标移至行尾 • Ctrl+u 移除当前行 • Ctrl+d 清除光标所在位置后的字符 • Ctrl+h 清除光标所在位置前的字符

  23. 1.1.3 Matlab工作空间 • 1.工作空间浏览器及数组编辑 • 工作空间包含着本次Matlab任务过程中所建立的变量，可以查看变量名称、大小、字节数和变量类型 • 选择其中一个变量，可以单击delete删除该变量，也可以双击打开编辑器和调试器，以表格的形式对数组进行编辑，改变数组大小以及每个元素的数值，但是不可以改变数组的类型

  24. 2.显示、清除变量 • who和whos命令可以在命令窗口显示出工作空间的变量列表 • clear命令可以清除工作空间中的所有变量，如果在clear后面加上变量名，则可以清除指定的变量 • 例：clear b c只清除变量b • 3.保存和恢复工作空间 • Save命令可以保存整个工作空间或其中一部分变量，工作空间默认保存为.mat文件 • Load命令可以恢复保存的变量

  25. 1.1.4命令历史窗口 • 保存命令窗口输入的命令 • 以后输入命令时，可以调出以前输入的命令并加以修改 • 可以直接利用鼠标将命令行拖拉到命令窗口，也可以直接双击命令行调出命令并执行

  26. 1.1.5 M文件编辑窗口 • 启动M文件编辑器的方法： • 在工作空间中输入edit，启动编辑器，并打开空白的M文件 • 在命令窗口的File菜单或工具栏上选择New命令或NewFile图标 • Matlab编辑器的几点有用的功能： • 在编辑M文件时，通过从Go菜单中选择GoToLine命令，可直接转到指定的行 • 通过选择表达式，然后在view（6.5）或text（7.0）菜单中选择EvaluateSelection命令，可直接计算M文件中表达式的值，结果显示在命令窗口中 • 通过选择文本块，按鼠标右键选择Smart Indent，可以自动缩排，增加M文件的可读性

  27. 设 置 清 除 断 点 清 除 所 有 断 点 进 入 单 步 执 行 退 出 单 步 执 行 执 行 程 序 退 出 调 试 模 式 单 步 执 行

  28. 1.1.6 Matlab搜索路径 • Matlab是通过搜索路径来查找m文件的，因此matlab系统文件、toolboxes工具箱函数、用户自己编写的M文件都应该保存在搜索路径之内。 • 设置搜索路径可以通过File菜单的SetPath命令

  29. 当用户输入一个标识符时（如value），matlab按照下列步骤处理：当用户输入一个标识符时（如value），matlab按照下列步骤处理： • （1）检测value是否为变量 • （2）检查value是否为内部函数 • （3）在当前的工作目录下是否存在value.m文件 • （4）在matlab搜索路径上是否存在value.m文件 • 如果在搜索路径上存在多个value.m文件，则只执行第一个value.m文件；如果找不到这一文件，则给出出错信息

  30. 搜索路径管理窗口

  31. 搜索路径管理窗口左侧按钮的功能： • 利用add folder按钮可以将指定的文件夹添加到搜索路径中 • Add with subfolders按钮可以一次性将指定的目录及子目录添加到路径中，添加的文件夹位于最上面，即matlab最先搜索的文件夹 • Move to top和move to bottom按钮可以将选定的文件夹移到最上面和最下面 • Remove按钮可以在搜索路径中删去选定的文件夹 • Save按钮保存修改后的搜索路径，以便下次启动matlab时能够采用这种设置，如果不保存，则修改后的路径设置只在本次任务中起作用。

  32. 通过what命令可以显示搜索路径上的文件名 • 例：what • 可以显示当前目录下文件名 • what 目录名 • 可以显示目录名下的文件名 • 通过type命令可以显示文件的内容 • 例: type value • 通过edit命令可以对m文件进行编辑 • 例： edit value

  33. 1.1.7 Matlab联机帮助 • Matlat的帮助系统功能强大，是该软件的信息查询、联机帮助中心。Matlab帮助系统主要包括： • 联机帮助系统 • 联机演示系统 • 远程帮助系统 • 命令查询系统

  34. 1.联机帮助系统 • 打开方式： • 打开主窗口后按F1键 • 在主窗口单击工具条的问号按钮 • 选择help下拉菜单的帮助选项 • 在命令窗口输入命令helpdesk，或helpwin或doc命令

  35. 2.联机演示系统 • Matlab联机演示系统可以通过以下方式打开： • 在主窗口的help菜单下选择demos选项 • 在帮助目录窗口中选择demos选项 • 在命令窗口输入demo命令

  36. 3.远程帮助系统 • Matlab远程帮助由网络资源和更新检查两部分组成，可通过主窗口help菜单中的这两个选项打开。web resources中只要用户选择某一项链接就可以直接链接到相应的网站或页面；更新检查选项用来进行matlab各组件的更新

  37. 4.命令查询系统 • 在实际使用过程中需要启动帮助系统查询的时候，最简单、最快捷的方法是运用matlab命令查询系统。用户只要在命令窗口输入相应的命令，就可以方便地查询所需要的资料。 • 常见的帮助命令及功能见下表

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