matlab基本使用方法.docx

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1、1. 读取图像：用imread函数读取图像文件，文件格式可以是TIFF、JPEG、GIF、BMP、PNG等。比如 f = imread(chestxray.jpg);读进来的图像数据被保存在变量f中。尾部的分号用来抑制输出。如果图片是彩色的，可以用rgb2gray转换成灰度图： f = rgb2gray(f);然后可以用size函数看图像的大小 size(f)如果f是灰度图像，则可以用下面的命令把这个图像的大小赋给变量M和N M, N = size(f);用whos命令查看变量的属性 whos f2. 显示图像：用imshow显示图像imshow(f, G)其中f是图像矩阵，G是像素的灰度级，

2、G可以省略。比如 imshow(f, 100 200)图像上所有小于等于100的数值都会显示成黑色，所有大于等于200的数值都会显示成白色。pixval命令可以用来查看图像上光标所指位置的像素值。pixval例如 f = imread(rose_512.tif); whos f imshow(f)如果要同时显示两幅图像，可以用figure命令，比如 figure, imshow(g)用逗号可以分割一行中的多个命令。imshow的第二个参数用一个空的中括号： imshow(h, )可以使动态范围比较窄的图像显示更清楚。 3. 写图像。用imwrite写图像imwrite(f, filename)

3、文件名必须包括指明格式的扩展名。也可以增加第三个参数，显式指明文件的格式。比如 imwrite(f, patient10_run1.tif, tif)也可以写成 imwrite(f, patient10_run1.tif)还可以有其他参数，比如jepg图像还有质量参数： imwrite(f, filename.jpg, quality, q)q是0到100之间的一个整数。对比不同质量的图像效果。用imfinfo命令可以查看一个图像的格式信息，比如 imfinfo bubbles25.jpg可以把图像信息保存到变量中 K = imfinfo(bubbles25.jpg); image_bytes

4、 = K.Width * K.Height * K.BitDepth / 8; compressed_btyes = K.FileSize; compression_ratio = image_bytes / compressed_bytes4. 数据类型。MATLAB的数据类型包括：double 双精度浮点 uint8 无符号8位整数 uint16 无符号16位整数 uint32 无符号32位整数 int8 有符号8位整数 int16 有符号16位整数 int32 有符号32位整数 single 单精度 char 字符 logical 逻辑型（二值）数据类型转换B = data_class_

5、name(A)比如 C = 1.4 1.5 D = uint8(C)图像类型分为：Intensity image 灰度图 Binary image 二值图 Indexed image 索引图 RGB image 彩色图在灰度图中每个像素可以是整型、浮点型或者逻辑型。图像类型的像素类型可以转换function to from im2uint8 uint8 logical,uint8,uint16,double im2uint16 uint16 logical,uint8,uint16,double mat2gray double double im2double double logical,u

6、int8,uint16,double im2bw logical uint8,uint16,double比如g = mat2gray(A, Amin, Amax); g = mat2gray(A); g = im2double(h); g = im2bw(f, T)其中A是浮点型的图像，Amin和Amax是浮点数的范围，h和f是任意类型的图像，T是分割的阈值。 5. 数组（向量）索引：创建向量（数组）： v = 1 3 5 7 9 11 13用小括号对向量进行索引（取数组中的某个元素）： v(2)转置（将行向量通过转置变成列向量）： w = v.取向量其中的一部分： v(1:3) 第1个到第3

7、个 v(2:4) v(3:end) 第3个到最后一个 v(1:end) v(:) 全部 v(1:2:end) 第1个到最后一个，每次增加2 v(end:-2:1) 最后一个到第1个，每次减2其中end总是表示最后一个。 x = linspace(1, 5, 10) v(1 4 5)linspace函数产生一个范围内的平均分布。 6. 矩阵索引：创建矩阵 A = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9取矩阵中的一个元素 A(2, 3)取矩阵中的一行或者一列 C3 = A(:, 3) R2 = A(2, :)取矩阵中某些行某些列 T2 = A(1:2, 1:3)对矩阵中某些元素进行赋值： B =

8、A; B(:, 3) = 0用end表示最后一行或者最后一列： A(end, end) 最后一行最后一列 A(end, end-2) 最后一行倒数第三列 A(2:end, end:-2:1) 第2行到最后一行，最后一列到第一列，每次减2 E = A(1 3, 2 3) 第1、3行，第2、3列 D = logical(1 0 0; 0 0 1; 0 0 0) A(D) 取A中由D指定的位置上的元素 v = T2(:) 把矩阵变成一个向量 s = sum(A(:) 求和 sum(sum(A)可以把矩阵操作用在图像上 f = imread(filename); fp = 矩阵列倒转 imshow(f

9、p) fc = imshow(fc) fs = imshow(fs) plot(f(512,:)矩阵可以是多维的，用size看矩阵大小，用ndims命令常看矩阵的维数 size(A, 1) ndims(A)7. 一些常用的矩阵zeroes(M, N) ones(M, N) true(M, N) false(M, N) magic(M) rand(M, N) randn(M, N)其中M、N表示矩阵的行数和列数。比如 A = 5 * ones(3, 3) magic(3) B = rand(2, 4)8. 函数：可以把一系列的MATLAB语句或者一个带参数的函数放在扩展名叫做m的文件中。一个带函

10、数的m文件有一下部分组成函数定义行 H1行 帮助部分 函数体 注释函数定义行的格式是function outputs = name(inputs)比如要写一个函数计算两个图像的和以及乘积function s, p = sumprod(f, g)其中f和g是输入的图像，而s是和，p是乘积。返回值用中括号括起来，如果返回值只有一个，可以省略中括号。如果函数没有输出，则中括号和等号都可以省略。函数名字的命名规则和C语言是相同的。定义好的函数可以在命令行调用： s, p = sumprod(f, g);也可以被其它函数调用。如果只有一个返回值，调用时中括号也是可以省略的，比如 y = sum(x);H

11、1行是文本的第一行，是一个单行的注释，紧跟在函数定义行后面，之间不能有空行。比如% SUMPROD Computes the sum and product of two images.百分号开始的文字表示注释。当使用帮助命令 help function_name时，这个H1行会被首先显示出来。如果使用lookfor命令，则会在所有H1行中查找指定的关键字。这一行应该提供这个函数功能的一个概述。帮助部分是紧跟在H1后的文本块，中间没有空行，用来提供对这个函数更详细的帮助说明。在使用help命令时会显示所有这部分内容。这部分内容由注释语句构成，全部由%开始。接下来第一个非注释语句表示函数体的开始

12、。函数体包含进行计算的语句和给返回值赋值的语句。函数题中的所有注释（百分号开始的行）被认为是普通的注释，不是H1或者帮助部分。m文件可以用任何文本编辑器创建和编辑，只要用.m扩展名保存在MATLAB可以搜索到的路径里面。另一个创建和编辑函数的方法是在命令行输入edit命令，比如 edit sumprod这命令会编辑已经存在的sumprod.m文件，如果没有则自动在当前目录中创建一个sumprod.m并开始编辑。 9. 运算符。运算符可以分为算术运算符，关系运算符和逻辑运算符。算术运算符分为矩阵算术运算符和数组算术运算符。+ 矩阵和数组加法 plus(A, B) a+b, A+B - 矩阵和数组

13、减法 minus(A,B) a-b, A-B .* 数组乘法 times(A,B) C=A.*B, 意味着C(I,J) = A(I,J)*B(I,J) * 矩阵乘法 mtimes(A,B) A*B, 表示线性代数中的矩阵运算,或者a*A ./ 数组右除 rdivide(A,B) C=A./B, 意味着C(I,J)=A(I,J)/B(I,J) . 数组左除 ldivide(A,B) C=A.B, 意味着C(I,J)=B(I,J)/A(I,J) / 矩阵右除 mrdivide(A,B) A/B 意味着A*inv(B), inv是矩阵求逆 矩阵左除 mldivide(A,B) AB 意味着inv(A

14、)*B . 数组指数 power(A, B) C=A.B,意味着C(I,J)=A(I,J)B(I,J) 矩阵指数 mpower(A,B) 请查看帮助 . 向量和矩阵转置 transpose(A) A. 复数的共轭 ctranspose(A) A + 单目加号 uplus(A) +A 与0+A相同 - 单目负号 uminus(A) -A 与0-A相同图像处理工具包还提供其他一些算术运算imadd 两个图像相加，或者一个图像加上一个常量 imsubstract 两个图像相减，或者一个图像减掉一个常量 immultiply 两个图像相乘，或者一个图像乘上一个常量 imdivide 两个图像相除，或者

15、一个图像除以一个常量 imabsdiff 两个图像的差的绝对值 imcomplement 求一个图像的反色图 inlincomb 求一组图像的线性组合关系运算符包括 = = =关系运算符的结果是逻辑型的矩阵，比如 A = 1 2 3; 4 5 6; 7 8 9 B = 0 2 4; 3 5 6; 3 4 9 A = B A = B如果关系运算符两边都是矩阵，则要求两边的矩阵是同样大小的。或者一边是矩阵一边是常数，或者两边都是常数，那也是可以。 A 3 3 = 4逻辑运算符包括与、或、非三个运算& AND | OR NOT在matlab中非0被认为是真，0被认为是假。比如A = 1 2 0; 0

16、 4 5 B = 1 -2 3; 0 1 1 A & BMATLAB还有其它一些逻辑运算函数：xor 异或 all 如果一整列都是真，则结果是真 any 如果一整列只要有一个是真，则结果是真比如 xor(A, B) all(A) any(A) all(B) any(B)一些重要的常量ans eps i(或者j) NaN或者nan pi realmax realmin computer versionMATLAB中一般常量的写法3 -99 0.00001 9. 1.60210e-20 6.02252e23 1i -3.14159j 3e5j10. 控制流。包括if if和else, elseif

17、组合，条件执行一组语句 for 指定次数重复执行一组语句 while 按条件反复执行一组语句 break 终止for或者while循环 continue 马上开始下一次for或者while循环 switch switch和case,otherwise结合，按照条件值的不同执行不同的语句块 return 终止当前函数，返回到调用它的地方 try.catch 捕获异常状况if语句if expression1 statements1 elseif expression2 statements2 else statements3 endfor循环for index = start:increment:

18、end statements end比如count = 0; for k = 0:0.1:1 count = count +1 endwhile循环while expression statements end比如a = 10; b = 5; while a a = a - 1; while b b = b - 1; end endswitch语句switch switch_expression case case_expression statements case case_expression1, case_expression2 statements otherwise stateme

19、nts end比如switch newclass case uint8 g = im2uint8(f); case uint16 g = im2uint16(f); case double g = im2double(f); otherwise error(Unknown or improper image class.) end例子：写一个函数计算一幅灰度图像所有像素的平均值function av = average(A) %AVERAGE Computes the average value of an array % AV = AVERAGE(A) computes the averag

20、e value of input array, A, % which must be a 1D or 2D array. % Check the validity of input. if ndims(A) 2 error(The dimensions of the input cannot exceed 2.) end % Computes the average av =例子：比较各种不同的JPEG质量下的图像质量for q = 0:5:100 filename = sprintf(series_%3d.jpg, q); imwrite(f, filename, quality, q);

21、end其中sprintf语句和c语言的fprintf语句用法类似。例子：写一个函数从一个图像中取出一个矩形的子图。function s = subdim(f, m, n, rx, cy) %SUBDIM Extracts a subimage, s, from a given image, f. % The subimage is of size m-by-n, and the coordinates of its top, left % corner are (rx, cy). s = zeros(m, n); rowhigh = rx + m - 1; colhigh = cy + n -

22、 1; xcount = 0; for r = rx:rowhigh xcount = xcount + 1; ycount = 0; for c = cy:colhigh ycount = ycount + 1; s(xcount, ycount) = f(r, c); end end实际上这个功能可以用一个matlab语句就可以实现了。 11. 循环优化。一些循环可以被转换成同样向量计算来代替，比如f(x)=Asin(x/2pi)，生成一个向量包含一组函数的值：for x = 1:M f(x) = A*sin(x-1)/(2*pi); end可以用下面两个语句来代替x = f = A*si

23、n(x/2(*pi)向量运算要比循环快得多。对于二维的情况，MATLAB提供了一个meshgrid函数C, R = meshgrid(c, r)比如 r = 0 1 2; c = 0 1; C, R = meshgrid(c, r) h = R.2 + C.2例子：f(x, y) = Asin(ux + vy)，生成一个矩阵，包含这个函数的值：function rt, f, g = twodsin(A, u0, v0, M, N) %TWODSIN compare for loops vs vectorization % The comparision is based on implemen

24、ting the function % f(x, y) = Asin(u0x+v0y) for x = 0, 1, 2,., M-1, and % y = 0, 1, 2, ., N-1. The inputs to the function are % M and N and the constants in the function. tic for r = 1:M u0x = u0*(r-1); for c = 1:N v0y = v0*(c-1) f(r, c) = A*sin(u0x + v0y); end end t1 = toc; tic r = c = C,R = meshgr

25、id(c, r); g = A*sin(u0*R + v0*C) t2 = toc; rt = t1/t2;运行这个例子可以看出，向量计算至少比循环要快30倍。如果只是针对图像的一部分进行操作，可以简单的提取出来，比如rowhigh = rx + m - 1; colhigh = cy + n - 1; s =同样功能的程序，这个写法比前面例子看到的写法要快1000倍。 12. 用户交互。函数disp用来提示用户一些信息。比如 A = 1 2; 3 4; disp(A) sc = Digital Image Processing.; disp(sc) disp(This is another

26、way to display text.)input函数用来提示用户输入某些值： t = input(message)这个函数可以显示message，并等待用户输入一个值，并存到t中。输入的值可以是MATLAB允许的任何类型的值。而如下的格式只接受字符串输入 t = input(message, s)如果字符串中包含的都是数字，则可以用函数str2num进行转换 n = str2num(t)比如 t = input(Enter your data: , s) class(t) size(t) n = str2num(t) size(n) class(n)如果混合输入字符串和数值，可以全部按照字

27、符串读入，再使用字符串处理函数strread，比如： t = 12.6, x2y, z; a, b, c = strread(t, %f%q%q, delimiter, ,) d = char(b)其中%f表示浮点数，%q表示字符串。delimiter参数表示分割符。函数strcmp用来比较字符串，如果两个字符串相等返回真，否则返回假。lower函数可以把字符串中的大写字母全部变成小写，upper函数可以把字符串中所有小写字母全部变成大写。 13. Cell数组和结构体。Cell数组是指数组的元素本身还是一个数组，比如 c = gause, 1 0; 0 1, 3 c1 c2 c3结构体和Cell数组类似，但是其中的元素是用一个名字去访问的，比如 S.char_string = gause; S.matrix = 1 0; 0 1; S.scalar = 3; S.matrix 1.