DSP01b_Matlab簡介

1、 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體技術(shù)中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體技術(shù)中心門愛東信息與通信工程學(xué)院多媒體技術(shù)中心信息與通信工程學(xué)院多媒體技術(shù)中心MATLAB 簡介簡介Introduction to MATLAB門愛東教授門愛東教授 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東2主題概述主題概述1 Matlab 開始開始歷史、起源、功能歷史、起源、功能MATLAB 窗窗 a) 命令窗

2、命令窗 b) 圖形窗圖形窗 c) 演示窗演示窗 d) 編輯窗編輯窗2 Matlab 基礎(chǔ)基礎(chǔ)3 Matlab 程序程序4 Matlab 擴展擴展5 Matlab 進階進階 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東3Matlab 開始開始 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與

3、通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東4MATLAB 開始：開始：歷史和起源歷史和起源n 最初用最初用 Fortran 編寫：編寫： 新墨西哥大學(xué)計算機科學(xué)系主任新墨西哥大學(xué)計算機科學(xué)系主任 Cleve Moler 在在70年后期開發(fā)，年后期開發(fā)，使其學(xué)生可以交互訪問使其學(xué)生可以交互訪問 LINPACK/EISPACK 庫：可信賴的數(shù)值和庫：可信賴的數(shù)值和矩陣計算技術(shù)矩陣計算技術(shù) 由于其方便和強大，迅速在各個大學(xué)和社會得到擴散。由于其方便和強大，迅速在各個大學(xué)和社會得到擴散。n 命名命名 MATrix LABoratory MATLABn 早期發(fā)行早期發(fā)行

4、限制的腳本限制的腳本 行打印圖形行打印圖形 最初針對大型機，隨后發(fā)行最初針對大型機，隨后發(fā)行 Dos 和和 MAC 版本版本n 現(xiàn)在的商業(yè)版本現(xiàn)在的商業(yè)版本 The MathWorks Inc 公司開發(fā)公司開發(fā). Core 采用采用 C 語言編寫，出色的可擴展性語言編寫，出色的可擴展性 運行于多個平臺，優(yōu)化的接口和計算運行于多個平臺，優(yōu)化的接口和計算 專業(yè)版和學(xué)生版專業(yè)版和學(xué)生版 擴展包括擴展包括 “SIMULINK” 和各種和各種 “TOOLBOXES”Cleve Moler, Chief Scientist / Founderhttp:/ Digital Signal Processing

5、, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東5 MATLAB 開始：開始：功能功能n Matlab 是什么？是什么？ “技術(shù)計算環(huán)境，用于技術(shù)計算環(huán)境，用于高性能數(shù)值計算和可視化高性能數(shù)值計算和可視化”（官方定義）官方定義）n Matlab 能做什么？能做什么？l為為線性代數(shù)線性代數(shù)和和科學(xué)計算科學(xué)計算提供對計算工具的提供對計算工具的“無編譯無編譯”訪問。訪問。l利用利用復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的的數(shù)組和矩陣數(shù)組和矩陣作為基本的變量類型作為基本的變量類型（也有

6、結(jié)構(gòu)和多維性能、字符數(shù)據(jù)、目標對象）（也有結(jié)構(gòu)和多維性能、字符數(shù)據(jù)、目標對象）l對于計算的可視化解釋，無縫隙集成了對于計算的可視化解釋，無縫隙集成了 2D 和和 3D 圖形。圖形。l對于特定的應(yīng)用和學(xué)科需要，允許和鼓勵用戶擴展對于特定的應(yīng)用和學(xué)科需要，允許和鼓勵用戶擴展（M-files 和和 Toolboxs) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東6MatLab 開始：開始：窗窗 (Window

7、s)n 命令窗命令窗 Command Window 當首次進入當首次進入 Matlab 時，命令窗是激活的。時，命令窗是激活的。 在提示符在提示符 處輸入交互命令或表達式，例處輸入交互命令或表達式，例 help, sqrt(9) 結(jié)果自動顯示結(jié)果自動顯示 （ans = )命令（提示符處鍵入）Matlab 輸出Matlab提示符（）和光標 ( | ) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東7n 命令

8、窗命令窗 Command Window MATLAB 解釋器，解釋器，即時即時計算計算/反饋反饋/評價評價 3.5*6.2ans = 21.7000 exp(j*3*pi/4)ans = -0.7071 + 0.7071i MatLab 開始：開始：窗窗 (Windows) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東8n 工作空間窗工作空間窗 Workspace Window 用于顯示目前變用于顯示目

9、前變量名稱、大小、量名稱、大小、類型（一般是雙類型（一般是雙精度的），和所精度的），和所占內(nèi)存大小。占內(nèi)存大小。MatLab 開始：開始：窗窗 (Windows) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東9n 圖形窗圖形窗 Graphics Window用于顯示繪圖、圖形和圖象用于顯示繪圖、圖形和圖象例如，鍵入命令例如，鍵入命令 plot(1,2,4,9,16,1,2,3,4,5)Matlab 畫出

10、結(jié)果如下：畫出結(jié)果如下：可以編輯圖形、坐標軸的特性可以編輯圖形、坐標軸的特性MatLab 開始：開始：窗窗 (Windows) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東10n 演示窗演示窗 Demo Window在命令窗中鍵入在命令窗中鍵入 Demo 激活演示窗激活演示窗從左邊窗口所列的主題中選擇所需的演示從左邊窗口所列的主題中選擇所需的演示MatLab 開始：開始：窗窗 (Windows) Dig

11、ital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東11n 編輯窗編輯窗 Edit Window用于生成和修改用于生成和修改 M-files (Matlab 程序腳本）程序腳本）命令窗提示符處鍵入命令窗提示符處鍵入 edit 命令窗命令窗 File - New or Open 新的或舊的新的或舊的 M 文件文件.工具欄工具欄MatLab 開始：開始：窗窗 (Windows) Digital Signal Proces

12、sing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東12n Help 窗窗通過下拉通過下拉 help 菜單訪問菜單訪問 - 選擇選擇 Matlab help or 工具工具欄中選擇欄中選擇 “？”選擇查詢的主題選擇查詢的主題在命令窗中鍵入在命令窗中鍵入 help 激活激活“幫助幫助”的非交互版本的非交互版本在下拉在下拉 help 菜單中選擇菜單中選擇 help 的的 HTML 版本版本(安裝時需安裝時需選擇）選擇）MatLab 開始：開始：窗窗 (Wi

13、ndows) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東13主題概述主題概述1 Matlab 開始開始2 Matlab 基礎(chǔ)基礎(chǔ)基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矩陣矩陣特殊字符特殊字符工作空間管理工作空間管理獲得幫助獲得幫助3 Matlab 程序程序4 Matlab 擴展擴展5 Matlab 進階進階 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Te

14、chnology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東14n 矩陣是矩陣是 MATLAB 的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)n 矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Matlab 中所有的變量都表示為矩陣中所有的變量都表示為矩陣標量：標量：11 矩陣矩陣向量：向量：n1 或或 1n 矩陣矩陣矩陣剖析矩陣剖析元素按行列排列元素按行列排列特定的元素可以通過它們的行列位置來引用，特定的元素可以通過它們的行列位置來引用， 如如 a(4,2) = 7 Matlab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Row 行行Column 列列方陣：行列數(shù)相等的矩陣方陣：行

15、列數(shù)相等的矩陣a=2 0.5;-4 1;3 2;1 7 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東15Matlab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)% 矩陣輸入 A=1 3 5; 6 9 2; 4 8 7A = 1 3 5 6 9 2 4 8 7 det(A) %求矩陣求矩陣 A 的行列式的行列式ans = 5 A2+3*A %矩陣運算矩陣運算ans = 42 79 61 86 142 68 92

16、 164 106MATrix LABoratory- 矩陣數(shù)據(jù)矩陣數(shù)據(jù)-線性代數(shù)規(guī)則線性代數(shù)規(guī)則 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東16MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符n 分號分號 ；禁止回應(yīng)禁止回應(yīng) echot=0:5;t;tt = 0 1 2 3 4 5 B=1 4 3; 2 9 -5B = 1 4 3 2 9 -5矩陣行分隔矩陣行分隔 Digital Signal Proces

17、sing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東17n 冒號冒號 ：例舉中項目的分隔例舉中項目的分隔：用于產(chǎn)生包含遞增或遞減數(shù)字序列的：用于產(chǎn)生包含遞增或遞減數(shù)字序列的向量向量 x=0:2:12x = 0 2 4 6 8 10 12代表矩陣某行或某列的所有元素代表矩陣某行或某列的所有元素 S 第第 4 行的所行的所 有元素有元素MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符 Digital Signal Processing, Men Aidong,

18、Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東18n 冒號：冒號：從先前定義的矩陣中選擇一個從先前定義的矩陣中選擇一個子矩陣，子矩陣，假設(shè)假設(shè) 命令命令 C1=C(:, 2:3) C2=C(3:4,1:2)結(jié)果如下：結(jié)果如下： MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信

19、工程學(xué)院多媒體中心門愛東19n 單引號單引號 共軛轉(zhuǎn)置運算共軛轉(zhuǎn)置運算（注意注意: 共軛！共軛?。? 矩陣矩陣 A=A 的轉(zhuǎn)置的轉(zhuǎn)置表示行列互換，得到新的矩陣表示行列互換，得到新的矩陣 A wierd=hello therewierd =hellothere字符串聲明字符串聲明 m=1+j; 2-3*jm = 1.0000 - 1.0000i 2.0000 + 3.0000iMatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多

20、媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東20 n=1+j; 2-3*j.n = 1.0000 + 1.0000i 2.0000 - 3.0000in 周期周期“ .”修改一元或二進制操作修改一元或二進制操作（注意：下例中取消共軛）（注意：下例中取消共軛）n 空矩陣空矩陣：沒有包含任何元素的矩陣，例如：沒有包含任何元素的矩陣，例如數(shù)組運算數(shù)組運算：乘：乘 .* 除除 ./ . 等，具體的后面再講。等，具體的后面再講。MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technolog

21、y Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東21n 逗號逗號 ，在一行中分在一行中分隔多個命令，隔多個命令，沒有輸出抑沒有輸出抑制。制。 a=3; b=1b = 1 a=3 b=1? a=3 b |Missing operator, comma, or semi-colon. a=3, b=1a = 3b = 1 a=3 % b=1a = 3n 百分比符號百分比符號 此行中其后的所有的命令都忽略此行中其后的所有的命令都忽略(用于注釋）用于注釋）MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：特殊字符特殊字符 Digital Signal P

22、rocessing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東22n 工作空間工作空間 （Workspace）：）：顯示目前變量名稱、大顯示目前變量名稱、大小、類型和所占內(nèi)存大小等。小、類型和所占內(nèi)存大小等。cleart=0:5;T=0:0.5:5;whoYour variables are:T t whos Name Size Bytes Class T 1x11 88 double array t 1x6 48 double arrayGrand

23、total is 17 elements using 136 bytesclear 函數(shù)從函數(shù)從工作空間中清除工作空間中清除變量（函數(shù)）變量（函數(shù)）n 非?？焖俚逆I入：非?？焖俚逆I入： a=exp(j*t); whosMatlab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：工作空間工作空間 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東23n 管理命令：管理命令：在命令窗中鍵入下列命令在命令窗中鍵入下列命令 (有些任務(wù)也可以有些任務(wù)也

24、可以通過通過 File 下拉菜單訪問）：下拉菜單訪問）：MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：工作空間管理工作空間管理P.S. 這些命令都這些命令都有許多選項。有許多選項。例如例如 matlab.mat 只是缺只是缺省文件名。省文件名。 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東24MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：獲得幫助獲得幫助n 幾種方法幾種方法命令行命令行 helpHELP topics:matlabgenera

25、l - General purpose commands. :matlabfunfun - Function functions and ODE solvers. :toolboxsignal - Signal Processing Toolbox.For more help on directory/topic, type help topic.下拉菜單下拉菜單 Help注意注意: 多種方式，包括多種方式，包括 HTML and PDF Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大

26、學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東25n lookfor 命令將在大多數(shù)命令將在大多數(shù) help 主題中進行關(guān)鍵詞主題中進行關(guān)鍵詞搜索搜索 (用用 Ctrl-C 終止搜索，可能需要一定時間終止搜索，可能需要一定時間)n 注意在命令行注意在命令行 help 描述中描述中命令命令 都采用大寫字母都采用大寫字母 help eps EPS Floating point relative accuracy. EPS returns the distance from 1.0 to the next largest floating point number

27、. EPS is used as a default tolerance by PINV and RANK, as well as several other MATLAB functions. See also REALMAX, REALMIN. EPS? Undefined variable or capitalized internal function EPS; Caps Lock may be on. epseps = 2.2204e-016MatLab 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：獲得幫助獲得幫助 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia

28、Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東26主題概述主題概述1 Matlab 開始開始2 Matlab 基礎(chǔ)基礎(chǔ)3 Matlab 程序程序4 Matlab 擴展擴展5 Matlab 進階進階n 變量：變量：變量名稱、賦值和分配變量名稱、賦值和分配n 函數(shù)：函數(shù)： 基本計算、結(jié)果顯示基本計算、結(jié)果顯示 數(shù)組運算數(shù)組運算 vs.矩陣運算矩陣運算 基本數(shù)學(xué)函數(shù)和數(shù)據(jù)分析函數(shù)基本數(shù)學(xué)函數(shù)和數(shù)據(jù)分析函數(shù) 多項式定義和處理多項式定義和處理n 繪圖：繪圖：2D和和3Dn 程序流程控制：程序流程控制： 關(guān)系和邏輯

29、運算關(guān)系和邏輯運算 塊結(jié)構(gòu)化的編程（塊結(jié)構(gòu)化的編程（If、For、While)n 程序文本：程序文本： 腳本文件腳本文件 M-Files 函數(shù)文件函數(shù)文件 Function Files Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東27MATLAB 程序：程序：變量命名變量命名n MATLAB 區(qū)分大小寫區(qū)分大小寫! (注意在線注意在線 Help 中都采用中都采用大寫字母）。因此，大寫字母）。因此，A 和

30、和 a 表示不同的變量。表示不同的變量。n 變量名字必須變量名字必須以字母開頭以字母開頭 A-Z a-zn 每個名字由每個名字由 31個字母、數(shù)字和下劃線等個字母、數(shù)字和下劃線等唯一唯一組成組成n 使用使用 who or whos 檢測當前工作空間中變量檢測當前工作空間中變量n 使用使用 which 命令診斷是否存在名字沖突命令診斷是否存在名字沖突 which detdet is a built-in function. det=125.2; which detdet is a variable. clear det Digital Signal Processing, Men Aidong,

31、 Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東28n 變量賦值：直接的顯式列出變量賦值：直接的顯式列出數(shù)值放在方括號里數(shù)值放在方括號里 A=3,5;數(shù)值通常按行輸入，行之間用分號隔開數(shù)值通常按行輸入，行之間用分號隔開 C=-1,0,0;1,-1,0;0,0,2;省略最后的分號，將使省略最后的分號，將使 Matlab 自動顯示矩陣值自動顯示矩陣值MATLAB 程序：程序：變量賦值變量賦值自動輸出自動輸出每行可分別列出每行可分別列出 Digital Signal Processing

32、, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東29長的行數(shù)據(jù)可以長的行數(shù)據(jù)可以在逗號后加省略號（在逗號后加省略號（3個點），個點），得以在下一得以在下一行繼續(xù)。行繼續(xù)。 F=1, 52, 64, 197, 42, -42, 55, 82, 22, 109通過引用特定的位置可以單獨改變某個矩陣元素通過引用特定的位置可以單獨改變某個矩陣元素如果如果 S=5, 6, 4用命令用命令 S(2)=8 把矩陣把矩陣 S 的第二個元素的數(shù)值由的第二個元素的數(shù)值由 6

33、改為改為 8.可以引用先前定義的矩陣，重新定義一個新的矩陣。例如，可以引用先前定義的矩陣，重新定義一個新的矩陣。例如，如果如果 S=5,6,4，我們定義一個新的矩陣：，我們定義一個新的矩陣：SMATLAB 程序：程序：變量賦值變量賦值 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東30n 用戶輸入用戶輸入 User InputInput 命令顯示一個字符串，并等待用戶響應(yīng)命令顯示一個字符串，并等待用戶響應(yīng)

34、輸入的數(shù)值存為特定的變量輸入的數(shù)值存為特定的變量矩陣必須使用正確的語法從鍵盤輸入。矩陣必須使用正確的語法從鍵盤輸入。注意這個命令在運行注意這個命令在運行 Matlab 腳本時非常有用腳本時非常有用user responseMATLAB responseMATLAB 程序：程序：變量賦值變量賦值 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東31n .mat 文件是文件是 save 命令的缺省格式命令的缺省

35、格式緊湊格式，節(jié)省磁盤空間緊湊格式，節(jié)省磁盤空間不能輸出給其它應(yīng)用軟件不能輸出給其它應(yīng)用軟件n save 命令的通用形式命令的通用形式 save -option1 -option2, etc. 例如：例如：MATLAB 程序：程序：變量的保存和調(diào)入變量的保存和調(diào)入OperationMATLAB Syntax變變量量 m 存存為為文文件件 file.matsave file m變變量量 m 以以 8bit 數(shù)數(shù)字字精精度度/文文本本格格式式存存為為文文件件 file.matsave file.dat m -ascii變變量量 m 以以 16bit 數(shù)數(shù)字字精精度度/文文本本格格式式存存為為文文件

36、件 file.matsave file.dat m -ascii -double變變量量 m 以以 16bit 數(shù)數(shù)字字精精度度/文文本本格格式式存存為為文文件件 file.mat ，每每個個元元素素以以制制表表符符 tab 劃劃界界。save file.dat m -ascii double -tabsn ASCII（text）文件）文件可以用字處理軟件可以用字處理軟件（wordpad or NotePad）瀏覽、修）瀏覽、修改或準備。改或準備。n ASCII 文件中矩陣文件中矩陣的每一行包含一個的每一行包含一個隔離隔離 line。 Digital Signal Processing, Me

37、n Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東32MATLAB 程序：程序：簡單的變量分配簡單的變量分配 n 標量標量 Scalars clear; a=1; b=2.0; c=1+j*2; d=Hello; whos Name Size Bytes Class a 1x1 8 double array b 1x1 8 double array c 1x1 16 double array (complex) d 1x5 10 char arrayGrand to

38、tal is 8 elements using 42 bytes Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東33n 數(shù)組數(shù)組 Arrays (實數(shù)、復(fù)數(shù)、字符）實數(shù)、復(fù)數(shù)、字符）=(double, complex, char) clear; a=0:0.1:1; b=0:0.1:1; c=0:0.1:1; d=0 j 1; e=1 abc 3; whos Name Size Bytes Class a

39、 1x11 88 double array b 1x11 88 double array c 11x1 88 double array d 1x3 48 double array (complex) e 1x5 10 char arrayGrand total is 41 elements using 322 bytesWhat is the content of variable e ?MATLAB 程序：程序：簡單的變量分配簡單的變量分配 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵

40、電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東34n 矩陣矩陣 (實數(shù)、復(fù)數(shù)實數(shù)、復(fù)數(shù)) clear; a=0 1; 5 9; b=j 1; 0 2; c=a b; d=a; b; e=; whos Name Size Bytes Class a 2x2 32 double array b 2x2 64 double array (complex) c 2x4 128 double array (complex) d 4x2 128 double array (complex) e 0 x0 0 double arrayGrand total is 24

41、 elements using 352 bytes利用利用 “空矩陣空矩陣 ” 分配，例如上述的分配，例如上述的 e 變量，用變量，用于各種初始化任務(wù)，例如預(yù)先分配內(nèi)存空間。于各種初始化任務(wù)，例如預(yù)先分配內(nèi)存空間。MATLAB 程序：程序：簡單的變量分配簡單的變量分配 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東35n 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) Structures范例范例: “結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集合結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集合” my

42、=Jerry; mystuff.age=35; mystuff.family=Chris Margo Maxmystuff = name: Jerry age: 34 family: 1x3 cell whos Name Size Bytes Class mystuff 1x1 692 struct arrayGrand total is 25 elements using 692 bytes help struct STRUCT Create or convert to structure array. . See also CLASS, CELL, GETFIELD,

43、SETFIELD, RMFIELD, FIELDNAMES.也能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)也能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)“數(shù)組數(shù)組”注意注意: MATLAB Objects are structures with methods!MATLAB 程序：程序：變量分配變量分配 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東36n Matlab 標量計算服從標準的代數(shù)優(yōu)先順序標量計算服從標準的代數(shù)優(yōu)先順序(運算順序運算順序)n 兩個標量兩個標量

44、a 和和 b 之間的算術(shù)運算：之間的算術(shù)運算：MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：標量運算和特殊的標量標量運算和特殊的標量n 特 殊 的 標 量 值 ：特 殊 的 標 量 值 ： Matlab 預(yù)定義的一些預(yù)定義的一些數(shù)值。數(shù)值。n 在在 Matlab 中重新定中重新定義這些數(shù)值將引起義這些數(shù)值將引起不可預(yù)測的結(jié)果。不可預(yù)測的結(jié)果。OperationMATLAB Syntax加加 additiona + b減減 subtractiona - b乘乘 multiplicationa * b除除 divisiona / b冪冪 exponentiationa b Digital Signal Process

45、ing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東37MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)組運算數(shù)組運算 vs 矩陣運算矩陣運算n 當計算涉及非標量變量時，必須注意維數(shù)和說明當計算涉及非標量變量時，必須注意維數(shù)和說明n 有兩個基本說明：有兩個基本說明： Array Operations 數(shù)組運算數(shù)組運算 (元素對元素）元素對元素） Matrix/Vector 矩陣運算矩陣運算n 兩者都有用，用戶必須仔細編寫計算，并從兩者都有用，用戶必須仔細編寫計算，并從 Ma

46、tlab 中選擇合適的函數(shù)。中選擇合適的函數(shù)。 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東38MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)組運算數(shù)組運算n 數(shù)組運算：兩個相同大小的矩陣的元素對元素運算數(shù)組運算：兩個相同大小的矩陣的元素對元素運算（點運算）（點運算）n 特別注意：數(shù)組（特別注意：數(shù)組（Array）運算和矩陣（）運算和矩陣（Matrix）運算不相同?。┻\算不相同！OperationMATLAB Synta

47、xadditiona + bsubtractiona - bmultiplicationa .* bdivisiona ./ bexponentiationa . ba = 3 4 2 2 1 5b = 5 6 7 8 9 10a.*b = 15 24 14 16 9 50 x=0:1:5;pofx=x2+2*x+1? Error using = Matrix must be square. pofx=x.2+2*x+1pofx = 1 4 9 16 25 36 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centr

48、e, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東39MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)組運算數(shù)組運算 t=linspace(0,2*pi,5)t = 0 1.5708 3.1416 4.712 6.2832 cos(t).2+sin(t).2ans = 1 1 1 1 1 n 關(guān)鍵是關(guān)鍵是 “.” 和非矩陣函數(shù)和非矩陣函數(shù) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院

49、多媒體中心門愛東40n 不同于前面討論的數(shù)組不同于前面討論的數(shù)組 (arry) 運算運算n 某些矩陣運算只能在某些條件下方能執(zhí)行：如果某些矩陣運算只能在某些條件下方能執(zhí)行：如果矩陣是方陣，或如果兩個輸入矩陣是一致的。矩陣是方陣，或如果兩個輸入矩陣是一致的。MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：矩陣運算矩陣運算 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東41MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：矩陣運算矩陣運算n 行行/列列

50、內(nèi)部維數(shù)必須一致內(nèi)部維數(shù)必須一致 a=2 3; 5 1; b=1 2; c=a*b? Error using = *Inner matrix dimensions must agree. c=a*bc = 8 7 a=2 0; 0 3; exp(a), expm(a)ans = 7.38905609893065 1.00000000000000 1.00000000000000 20.08553692318767 ans = 7.38905609893065 0 0 20.08553692318770n 選擇合適的選擇合適的 MATLAB 函數(shù)函數(shù)! (“m” suffix) Digital

51、Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東42MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：特殊矩陣特殊矩陣MATLAB MatrixCommandResultzeros(m,n)產(chǎn)產(chǎn)生生 mn 零零矩矩陣陣ones(m,n)產(chǎn)產(chǎn)生生 mn 全全 1 矩矩陣陣zeros(m)產(chǎn)產(chǎn)生生 mm 全全零零方方陣陣ones(m)產(chǎn)產(chǎn)生生 mm 全全 1 方方陣陣eye(m)產(chǎn)產(chǎn)生生 mm 單單位位矩矩陣陣diag(A)把把矩矩陣陣 A 的的主主

52、對對角角元元素素放放為為一一個個列列向向量量diag(V,0)以以向向量量 V 為為主主對對角角線線元元素素產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個矩矩陣陣rand均均勻勻分分布布的的隨隨機機矩矩陣陣randn正正態(tài)態(tài)分分布布的的隨隨機機矩矩陣陣tril提提取取左左下下三三角角陣陣triu提提取取右右上上三三角角陣陣n 特殊矩陣：內(nèi)置函數(shù)用于標準處理特殊矩陣：內(nèi)置函數(shù)用于標準處理and many more. Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通

53、信工程學(xué)院多媒體中心門愛東43MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：基本數(shù)學(xué)運算基本數(shù)學(xué)運算n 指定數(shù)組元素上的運算指定數(shù)組元素上的運算MATLABFunctionDescriptionabs(x)計計算算 x 的的絕絕對對值值sqrt(x)計計算算 x 的的平平方方根根round(x)把把 x 舍舍入入到到最最近近的的整整數(shù)數(shù)（四四舍舍五五入入）fix(x)把把 x 沿沿 0 的的方方向向舍舍入入到到最最近近的的整整數(shù)數(shù)floor(x)把把 x 舍舍入入為為比比 x 小小的的最最近近的的整整數(shù)數(shù)ceil(x)把把 x 舍舍入入為為比比 x 大大的的最最近近的的整整數(shù)數(shù)sign(x)若若 x 小小于于 0

54、，返返回回 1，若若 x 是是 0，返返回回 0；其其它它返返回回 1。rem(x,y)計計算算 x/y 的的余余數(shù)數(shù)，如如 rem(25,4)=1exp(x)計計算算 ex 的的值值log(x)計計算算 x 的的自自然然對對數(shù)數(shù) log（x） ，以以 e 為為底底。Log2(x)計計算算 log2(x)log10(x)計計算算 log10(x) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東44MATL

55、AB 函數(shù)：函數(shù)：基本數(shù)學(xué)運算基本數(shù)學(xué)運算n 三角函數(shù)三角函數(shù)Matlab 中的三角函數(shù)把角度表示為弧度中的三角函數(shù)把角度表示為弧度可用的函數(shù)包括可用的函數(shù)包括 sin(x), cos(x), tan(x), asin(x), acos(x), atan(x)。其余的三角函數(shù)可以通過相應(yīng)的關(guān)系計算，例如其余的三角函數(shù)可以通過相應(yīng)的關(guān)系計算，例如 sec(x)=1/cos(x) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)

56、院多媒體中心門愛東45MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)據(jù)分析函數(shù)數(shù)據(jù)分析函數(shù)MATLABFunctionDescriptionmax(x)(a) 返回向量返回向量 x 的最大值的最大值(b) 返回矩陣返回矩陣 x 中每列的最大元素，輸出一個行向量中每列的最大元素，輸出一個行向量max(x,y)比較大小相等的矩陣比較大小相等的矩陣 x 和和 y，返回同樣大小的一個，返回同樣大小的一個矩陣，此矩陣包含兩個矩陣中每個位置上較大值矩陣，此矩陣包含兩個矩陣中每個位置上較大值min(x)(a) 返回向量返回向量 x 的最小值的最小值(b) 返回矩陣返回矩陣 x 中每列的最小元素，輸出一個行向量中每列的最小元素

57、，輸出一個行向量min(x,y)比較大小相等的矩陣比較大小相等的矩陣 x 和和 y，返回同樣大小的一個，返回同樣大小的一個矩陣，此矩陣包含兩個矩陣中每個位置上較小值矩陣，此矩陣包含兩個矩陣中每個位置上較小值mean(x)(a) 計算向量計算向量 x 元素的均值元素的均值(b) 計算矩陣計算矩陣 x 每列的均值，構(gòu)成行向量每列的均值，構(gòu)成行向量median(x)(a) 計算向量計算向量 x 元素的中值元素的中值(b) 計算矩陣計算矩陣 x 每列的中值，構(gòu)成行向量每列的中值，構(gòu)成行向量 Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Techno

58、logy Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東46MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)據(jù)分析函數(shù)數(shù)據(jù)分析函數(shù) Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東47MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：數(shù)據(jù)分析函數(shù)數(shù)據(jù)分析函數(shù)n 更多更多. cholCholesky 因數(shù)分解因數(shù)分解 cond矩陣制約數(shù)矩陣制約數(shù) det行列式行列式 eig特征值和特

59、征向量特征值和特征向量 Eigenvalues and eigenvectors expm矩陣指數(shù)矩陣指數(shù) inv逆矩陣逆矩陣 logm矩陣對數(shù)矩陣對數(shù) luLU 因子因子 norm矩陣和向量范數(shù)矩陣和向量范數(shù) nullNull space poly特征多項式特征多項式 rank矩陣秩矩陣秩 rrefReduced row echelon formand many, many more Digital Signal Processing, Men Aidong, Multimedia Technology Centre, BUPT北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東北京郵電大學(xué)信息與

60、通信工程學(xué)院多媒體中心門愛東48MATLAB 函數(shù)：函數(shù)：結(jié)果顯示結(jié)果顯示n 最簡單的方法：鍵入矩陣的名字最簡單的方法：鍵入矩陣的名字矩陣的名字將被重復(fù)矩陣的名字將被重復(fù)矩陣的內(nèi)容將在下一行中顯示矩陣的內(nèi)容將在下一行中顯示 MATLABCommandDisplay ModeExampleformat shortdefault15.2345format long14 decimals15.23453333333333format short e4 decimals1.5235e+01format long e15 decimals1.523453333333333e+01format bank2