數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)第四章Matlab

數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)黃愛民安向京駱力中國水利水電出版社新世紀(jì)電子信息與自動(dòng)化系列課程改革教材ISBN7-5084-2930-3第四章Matlab圖像處理基礎(chǔ)數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)主要內(nèi)容MALTLAB概述MATLAB使用中需要注意的問題MATLAB圖像處理工具箱MATLAB圖形接口（GUI）簡介數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.1Matlab概述1、MATLAB2、語言特點(diǎn)3、Matlab軟件構(gòu)成4、主要功能數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.1.1什么是Matlab美國新墨西哥大學(xué)Cleve.Moler博士，20世紀(jì)70年代后期，Linpack和Eispic的接口程序，Linpack是解線性方程的Fortran程序庫，Eispic是解特征值問題的Fortran程序庫。接口程序命名為MATLAB（即matrix和laboratory的前三個(gè)字母的組合，意思是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”）。數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.1.2MATLAB的特點(diǎn)界面友好，編程效率高語法規(guī)則更簡單，編程特點(diǎn)更貼近人的思維，問題的提出和解答只需要用數(shù)學(xué)方式表達(dá)和描述功能強(qiáng)大集成了數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、信號(hào)處理和圖形顯示等眾多的功能數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)特點(diǎn)開放性、易擴(kuò)展性所有的程序都不需要使用低層代碼來編寫許多新的軟件包都是使用者提供的目前隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和愛好者的增加，它的功能越來越強(qiáng)大數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.1.3Matlab系統(tǒng)的構(gòu)成主包、SIMULINK以及應(yīng)用程序構(gòu)成Matlab系統(tǒng)（主包）包括五個(gè)部分Matlab語言Matlab工作環(huán)境MATLAB圖形處理系統(tǒng)Matlab數(shù)學(xué)函數(shù)庫Matlab應(yīng)用程序接口數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)1、MATLAB語言一種高級(jí)矩陣語言帶有獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、流程控制語句和函數(shù)，并且是面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言。在工程計(jì)算方面具有無可比擬的優(yōu)異性能。它集計(jì)算、數(shù)據(jù)可視化和程序設(shè)計(jì)于一體能將問題和解決方案以用戶熟悉的數(shù)學(xué)符號(hào)表示出來數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)2、Matlab工作環(huán)境命令窗口是MATLAB提供給用戶的操作界面，在命令窗口中，用戶可以實(shí)現(xiàn)MATLAB的各種功能。M文件編輯器（M文件是MATLAB所特有的使用該語言編寫的磁盤文件）是MATLAB為用戶提供的用于編輯M文件的程序M文件調(diào)試器用于調(diào)試M文件的程序。MATLAB工作空間顯示用戶在MATLAB中通過命令行進(jìn)行操作的變量集合的窗口。在線幫助文檔數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)3、MATLAB圖形處理系統(tǒng)形處理系統(tǒng)提供圖形處理功能，用于工程計(jì)算結(jié)果的可視化。繪制二維圖形繪制三維圖形及交互式觀看定制圖形用戶界面數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4、Matlab數(shù)學(xué)函數(shù)庫既有求和、正余弦計(jì)算等簡單函數(shù)，也有“線性代數(shù)”中常見的各種矩陣運(yùn)算、信號(hào)分析中的快速傅立葉變換等復(fù)雜函數(shù)。MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)通過兩種方式提供給用戶：(1)內(nèi)部函數(shù)MATLAB內(nèi)部數(shù)學(xué)函數(shù)是一些簡單的函數(shù)，直接內(nèi)置于MATLAB核心中，執(zhí)行效率較高。(2)以M文件的形式提供的函數(shù)這種形式便于MATLAB不斷增強(qiáng)功能，能夠運(yùn)用于越來越多的領(lǐng)域。執(zhí)行效率相對低數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)5、Matlab應(yīng)用程序接口（API）是一個(gè)讓MATLAB語言同C、Fortran等其它高級(jí)語言進(jìn)行交互的函數(shù)庫，通過動(dòng)態(tài)連接來讀寫MATLAB文件。（1）從MATLAB中調(diào)用C和Fortran程序；（2）從MATLAB中輸入和輸出數(shù)據(jù)；（3）在MATLAB和其它應(yīng)用程序間建立客戶/服務(wù)器關(guān)系數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.2MATLAB使用中需注意的問題MATLAB的數(shù)據(jù)類型MATLAB的基本編程數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)4.2.1Matlab的數(shù)據(jù)類型可運(yùn)算的數(shù)據(jù)只有兩種字符型（uint8），即為無符號(hào)數(shù)雙精度型存儲(chǔ)型只能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而不能參與數(shù)學(xué)運(yùn)算int8、uint8、int16、uint16、int32、uint32等，。在基本數(shù)據(jù)類型的基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建單元數(shù)組和結(jié)構(gòu)。數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)1、矩陣的生成用于乘法運(yùn)算的初始矩陣通常賦成“1”矩陣；用于加法運(yùn)算的初始矩陣，通常賦成“0”矩陣。數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)0矩陣與數(shù)組（1）0矩陣（矩陣或數(shù)組的所有元素為0）的生成：A=zeros(n)，生成一個(gè)n個(gè)元素均為0的行矢量A；A=zeros(m,n)，生成一個(gè)m行n列的元素均為0的矩陣A，或用A=zeros([mn])；A=zeros(d1,d2,d3,…)返回一個(gè)維數(shù)為d1

d2d3…的所有元素為0的數(shù)組，或用A=zeros([d1d2d3…])；A=zeros(size(B))，

生成一個(gè)全0的矩陣A，它的尺寸與另一個(gè)矩陣B一致。數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)0數(shù)組與矩陣X=zeros(3)X=000 X=zeros(3,4) X= 0000 0000 0000數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)“1”矩陣或數(shù)組（2）1矩陣（矩陣或數(shù)組的所有元素為1）的生成：A=ones(n)，生成一個(gè)n個(gè)元素均為1的行矢量A；A=ones(m,n)，生成一個(gè)m行n列的元素均為1的矩陣A，或用A=ones([mn])；A=ones(d1,d2,d3,…)返回一個(gè)維數(shù)為d1

d2d3…的所有元素為1的數(shù)組，或用A=ones([d1d2d3…])；A=ones(size(B))，

生成一個(gè)全1的矩陣A，它的尺寸與另一個(gè)矩陣B一致。數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)1矩陣與數(shù)組A=ones(3,3,2)A(:，:，1)=111111111A(:，:，2)=111111111數(shù)字圖像處理與分析基礎(chǔ)2.5.3.