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MATLAB数字信号与图像处理范例实战速查宝典电子书

MATLAB语言具有高效、功能强大、界面友好和语言自然等特点,是目前工程界比较流行的工程仿真软件。

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作       者:魏晗,陈刚

出  版  社:清华大学出版社

出版时间:2013-09-01

字       数:4676

所属分类: 科技 > 计算机/网络 > 程序设计

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MATLAB语言具有高效、功能强大、界面友好和语言自然等特,是目前工程界比较流行的工程仿真软件。本书由MATLAB基础知识及基本应用、信号处理与通信的MATLAB函数和数字图像处理方面的MATLAB函数三大部分组成。部分主要包括MATLAB门、矩阵及其基本运算、数值计算函数、符号运算函数和概率统计函数;第二部分介绍了数字信号处理和通信系统处理等方面的MATLAB函数速查;第三部分包括MATLAB图像处理基础、图像变换、图像增强处理、图像分析与图像形态学等内容。 本书立足于MATLAB在基础应用、信号处理和图像处理等方面的常用函数,每个函数的介绍都包括函数功能、语法格式和函数举例等,部分函数还配有图像行说明,所以既适用于初学者自学,也适用于有一定经验的MATLAB用户,本书还可作为本专科院校学生的参考用书。<br/>
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扉页

版权页

前言

目录

第一部分 MATLAB基础知识及基本应用

第1章 MATLAB入门

1.1 常用信息

1.1.1 help函数:在线帮助(显示在命令窗口)

1.1.2 helpwin函数:在线帮助(独立窗口显示)

1.1.3 lookfor函数:显示与该关键字有关的命令和函数

1.2 管理工作区命令

1.2.1 who函数:显示当前变量

1.2.2 whos函数:显示当前变量的具体信息

1.2.3 clear函数:从内存中清除变量和函数

1.3 管理命令和函数

1.3.1 what函数:显示当前目录下的MATLAB文件

1.3.2 which函数:找出函数和文件的位置

1.3.3 type函数:显示M文件内容

1.4 操作系统命令

1.4.1 dir函数:显示当前或指定目录下的文件

1.4.2 pwd函数:显示当前工作目录

1.4.3 delete函数:删除文件

1.4.4 web函数:打开页面浏览器加载文件的函数

1.5 数据类型

1.5.1 double函数:双精度数值类型的定义

1.5.2 sym 函数:符号型函数的定义

1.5.3 inline函数:内联函数对象的构造

1.5.4 char函数:定义字符数组或字符串

1.5.5 uint8函数:无符号8位整数

1.6 小结

第2章 矩阵及其基本运算

2.1 矩阵的表示

2.1.1 sym函数:定义符号矩阵或把数值矩阵转化为相应的符号矩阵

2.1.2 syms 函数:定义多个符号变量

2.1.3 cat函数:创建多维数组

2.1.4 zeros函数:零矩阵的生成

2.1.5 eye函数:单位矩阵的生成

2.1.6 ones函数:生成全1阵

2.1.7 rand函数:生成均匀分布随机矩阵

2.1.8 randn函数:生成正态分布随机矩阵

2.1.9 randperm函数:产生随机序列

2.1.10 linspace函数:生成线性等分向量

2.1.11 logspace函数:产生对数等分向量

2.1.12 blkdiag函数:产生以输入元素为对角线元素的矩阵

2.1.13 compan函数:生成友矩阵

2.1.14 hankel函数:生成Hankel 方阵

2.1.15 hilb函数:生成Hilbert(希尔伯特)矩阵

2.1.16 invhilb函数:生成逆Hilbert矩阵

2.1.17 magic函数:生成Magic(魔方)矩阵

2.1.18 pascal函数:生成Pascal矩阵

2.1.19 toeplitz函数:生成托普利兹矩阵

2.1.20 wilkinson函数:生成Wilkinson特征值测试阵

2.2 矩阵的运算

2.2.1 dot函数:向量的点积

2.2.2 cross函数:向量叉乘

2.2.3 conv函数:矩阵的卷积和多项式乘法

2.2.4 deconv函数:反褶积(解卷)和多项式除法运算

2.2.5 kron函数:张量积

2.2.6 intersect函数:求两个集合的交集

2.2.7 ismember函数:检测集合中的元素

2.2.8 setdiff函数:求两集合的差

2.2.9 setxor函数:求两个集合交集的非

2.2.10 union函数:求两集合的并集

2.2.11 unique函数:取集合的单值元素

2.2.12 expm 函数:方阵指数函数

2.2.13 logm 函数:求矩阵的对数

2.2.14 funm 函数:方阵的函数运算

2.2.15 sqrtm 函数:求矩阵的方根

2.2.16 polyvalm函数:求矩阵的多项式

2.2.17 det函数:求方阵的行列式

2.2.18 inv函数:求矩阵的逆

2.2.19 pinv函数:求矩阵的伪逆矩阵

2.2.20 trace函数:矩阵的迹

2.2.21 norm 函数:求向量或矩阵的范数

2.2.22 cond函数:求矩阵的条件数

2.2.23 condest函数:1-范数的条件数估计

2.2.24 rcond函数:矩阵可逆的条件数估值

2.2.25 condeig函数:特征值的条件数

2.2.26 rank函数:矩阵的秩

2.2.27 diag函数:矩阵对角线元素的抽取

2.2.28 tril函数:下三角阵的抽取

2.2.29 triu函数:上三角阵的抽取

2.2.30 reshape函数:矩阵变维

2.2.31 rot90函数:矩阵旋转语法说明

2.2.32 fliplr函数:矩阵的左右翻转

2.2.33 flipud函数:矩阵的上下翻转

2.2.34 flipdim 函数:按指定维数翻转矩阵

2.2.35 repmat函数:复制和平铺矩阵

2.2.36 rat函数:用有理数形式表示矩阵

2.3 矩阵的分解

2.3.1 chol函数:Cholesky分解

2.3.2 lu函数:LU分解

2.3.3 qr函数:QR分解

2.3.4 qrdelete函数:从QR分解中删除列

2.3.5 qrinsert函数:从QR分解中添加列

2.3.6 schur函数:Schur分解

2.3.7 rsf2csf函数:实Schur向复Schur 转化

2.3.8 eig函数:特征值分解

2.3.9 svd函数:奇异值分解

2.3.10 gsvd函数:广义奇异值分解

2.3.11 qz函数:特征值问题的QZ分解

2.3.12 hess函数:海森伯格形式的分解

2.4 线性方程组的求解

2.4.1 null函数:求线性齐次方程组的通解

2.4.2 symmlq函数:线性方程组的LQ 解法

2.4.3 bicg函数:用双共轭梯度法解方程组

2.4.4 bicgstab函数:用稳定双共轭梯度方法解方程组

2.4.5 cgs函数:用复共轭梯度平方法解方程组

2.4.6 lsqr函数:共轭梯度的LSQR方法

2.4.7 qmres函数:广义最小残差法

2.4.8 minres函数:用最小残差法解方程组

2.4.9 pcg函数:预处理共轭梯度方法

2.4.10 qmr函数:用准最小残差法解方程组

2.5 小结

第3章 数值计算函数

3.1 基本数学函数

3.1.1 sin和sinh:正弦函数与双曲正弦函数

3.1.2 asin、asinh函数:反正弦函数与反双曲正弦函数

3.1.3 cos、cosh函数:余弦函数与双曲余弦函数

3.1.4 acos、acosh函数:反余弦函数与反双曲余弦函数

3.1.5 tan和tanh函数:正切函数与双曲正切函数

3.1.6 atan、atanh函数:反正切函数与反双曲正切函数

3.1.7 cot、coth函数:余切函数与双曲余切函数

3.1.8 acot、acoth函数:反余切函数与反双曲余切函数

3.1.9 sec、sech函数:正割函数与双曲正割函数

3.1.10 asec、asech函数:反正割函数与反双曲正割函数

3.1.11 csc、csch函数:反正割函数与反双曲正割函数

3.1.12 acsc、acsch函数:反余割函数与反双曲余割函数

3.1.13 atan2函数:四象限的反正切函数

3.1.14 abs函数:数值的绝对值与复数的幅值

3.1.15 exp函数:求以e为底的指数函数

3.1.16 expm函数:求矩阵以e为底的指数函数

3.1.17 log函数:求自然对数

3.1.18 log10函数:求常用对数

3.1.19 sort函数:排序函数

3.1.20 fix函数:向零方向取整

3.1.21 roud函数:朝最近的方向取整

3.1.22 floor函数:朝负无穷大方向取整

3.1.23 rem 函数:求余数

3.1.24 ceil函数:朝正无穷大方向取整

3.1.25 real函数:复数的实数部分

3.1.26 imag函数:复数的虚数部分

3.1.27 angle函数:求复数的相角

3.1.28 conj函数:复数的共轭值

3.1.29 complex函数:用实数与虚数部分创建复数

3.1.30 mod函数:求模数(带符号的除法余数)

3.2 插值

3.2.1 meshgrid函数:生成用于画三维图形的矩阵数据

3.2.2 interp1函数:一维数据插值函数

3.2.3 interp2函数:二维数据内插值

3.2.4 interp3函数:三维数据插值

3.2.5 spline函数:三次样条数据插值

3.2.6 interpft函数:用快速Fourier算法做一维插值

3.3 数据分析函数

3.3.1 max函数:求最大值函数

3.3.2 min 函数:求最小值函数

3.3.3 mean函数:平均值计算

3.3.4 median函数:中位数计算

3.3.5 sum 函数:求和函数

3.3.6 prod函数:连乘计算

3.3.7 cumsum函数:累积总和值

3.3.8 cumprod函数:累积连乘

3.4 数值微积分

3.4.1 quad函数:一元函数的数值积分

3.4.2 trapz函数:用梯形法进行数值积分

3.4.3 rat函数:有理数近似求取

3.4.4 dblquad函数:矩形区域上二重积分的计算

3.4.5 diff函数:微分函数

3.4.6 int函数:积分函数

3.4.7 roots函数:求多项式的根

3.4.8 poly函数:通过根求原多项式

3.4.9 dsolve函数:求解常微分方程式

3.4.10 fzero函数:求一元函数的零点

3.5 小结

第4章 符号运算函数

4.1 算术符号运算

4.1.1 size函数:符号矩阵的维数

4.1.2 compose函数:复合函数运算

4.1.3 colspace函数:返回列空间的基

4.1.4 real函数:求符号复数的实数部分

4.1.5 image函数:求符号复数的虚数部分

4.1.6 symsum函数:符号表达式求和

4.1.7 collect函数:合并同类项

4.1.8 expand函数:符号表达式展开

4.1.9 factor函数:符号因式分解

4.1.10 simple函数:求符号表达式的最简形式

4.1.11 simplify函数:符号表达式的化简

4.1.12 numden函数:符号表达式的分子与分母

4.1.13 double函数:将符号矩阵转化为浮点型数值

4.1.14 solve函数:代数方程的符号解析解

4.1.15 finverse函数:函数的反函数

4.1.16 poly函数:求特征多项式

4.1.17 poly2sym函数:将多项式系数向量转化为带符号变量的多项式

4.1.18 findsym函数:从一符号表达式中或矩阵中找出符号变量

4.1.19 horner函数:嵌套形式的多项式表达式

4.2 符号函数求微积分

4.2.1 limit 函数:求极限

4.2.2 diff函数:符号函数导数求解

4.2.3 int函数:符号函数的积分

4.2.4 dsolve函数:常微分方程的符号解

4.3 积分变换函数

4.3.1 fourier函数:Fourier积分变换

4.3.2 ifourier函数:逆Fourier积分变换

4.3.3 laplace函数:Laplace变换

4.3.4 ilaplace函数:逆Laplace变换

4.3.5 ztrans函数:求z-变换

4.3.6 iztrans函数:逆z-变换

4.4 小结

第5章 概率论函数

5.1 随机数的产生

5.1.1 binornd函数:产生二项分布的随机数据

5.1.2 normrnd函数:正态分布的随机数据的产生

5.1.3 random函数:通用函数求各分布的随机数据

5.2 随机变量的描述

5.2.1 pdf函数:通用函数计算概率密度函数值

5.2.2 binopdf函数:二项分布的密度函数

5.2.3 normpdf函数:正态分布的概率值

5.2.4 chi2pdf函数:求卡方分布的概率密度函数

5.2.5 ncx2pdf函数:求非中心卡方分布的密度函数

5.2.6 lognpdf函数:对数正态分布

5.2.7 fpdf函数:F分布

5.2.8 ncfpdf函数:求非中心F分布函数

5.2.9 tpdf函数:求T分布

5.2.10 nctpdf函数:求非中心T分布概率密度函数值

5.2.11 gampdf函数:求Γ分布函数

5.2.12 nbinpdf函数:求负二项分布

5.2.13 exppdf函数:指数分布函数

5.2.14 raylpdf函数:瑞利分布

5.2.15 weibpdf函数:求韦伯分布

5.2.16 poisspdf函数:泊松分布的概率值

5.2.17 unifpdf函数:连续概率密度值

5.2.18 unidpdf函数:离散概率密度值

5.2.19 betapdf函数:β分布概率密度函数值

5.2.20 geopdf函数:几何分布概率密度函数值

5.3 随机变量的累积概率

5.3.1 cdf函数:通用函数计算累积概率值

5.3.2 binocdf函数:二项分布的累积概率值

5.3.3 normcdf函数:正态分布的累积概率值

5.4 随机变量的数字特征

5.4.1 sort函数:排序函数

5.4.2 sortrows函数:按行方式排序

5.4.3 var函数:求样本方差

5.4.4 std函数:求标准差

5.4.5 nanstd函数:忽略NaN计算的标准差

5.4.6 geomean函数:计算几何平均数

5.4.7 mean函数:求算术平均值和样本均值

5.4.8 nanmean函数:忽略NaN元素计算算术平均值

5.4.9 median函数:计算中位数

5.4.10 nanmedian函数:忽略NaN计算中位数

5.4.11 harmmean函数:求调和平均数

5.4.12 range函数:求最大值与最小值之差

5.4.13 skewness函数:样本的偏斜度

5.4.14 unifstat函数:均匀分布的期望和方差

5.4.15 normstat函数:正态分布的期望和方差

5.4.16 binostat函数:二项分布的均值和方差

5.4.17 cov函数:求协方差函数

5.4.18 corrcoef函数:相关系数

5.5 小结

第二部分 信号处理与通信的MATLAB函数

第6章 数字信号处理工具函数

6.1 三角信号产生

6.1.1 ones函数:生成一个单位矩阵

6.1.2 zeros函数:生成一个零矩阵

6.1.3 eye函数:生成一个对角矩阵

6.1.4 diric函数:生成一个狄里克力信号

6.1.5 sawtooth函数:产生周期为2π锯齿波

6.1.6 sinc函数:产生sinc 函数波形

6.2 离散时间信号的时频分析

6.2.1 mean函数:求均值

6.2.2 std函数:求标准差

6.2.3 xcorr函数:求自相关

6.2.4 conv函数:求卷积

6.2.5 FFT函数:傅里叶变换

6.2.6 IFFT函数:反傅里叶变换

6.2.7 residue函数:求B(s)/A(s)的部分分式展开式

6.2.8 Hilber函数:希尔伯特变换

6.3 数字滤波器

6.3.1 buttap函数:巴特沃斯滤波器

6.3.2 cheb1ap函数:切比雪夫I型滤波器

6.3.3 cheb2ap函数:切比雪夫II型滤波器

6.3.4 besselap函数:贝塞尔滤波器

6.3.5 impinvar函数:激冲不变法将模拟滤波器转化为数字滤波器

6.3.6 bilinear函数:双线性Z变换法将模拟滤波器转化为数字滤波器

6.3.7 ellip函数:设计椭圆形滤波器

6.3.8 fir1函数:线性相位FIRDF的标准窗函数

6.3.9 fir2函数:基于窗函数的有限冲激响应

6.4 小结

第7章 通信系统处理方面的MATLAB函数速查

7.1 信源编译码的方法

7.1.1 compand函数:U律或A 律压扩计算函数

7.1.2 quantiz函数:产生量化索引和量化输出值的函数

7.1.3 lloyds函数:采用训练序列和Lloyd算法优化标量算法

7.1.4 dpcmenco函数:差分脉冲调制编码函数

7.1.5 dpcmdeco函数:差分脉冲调制解码函数

7.1.6 dpcmopt函数:差分脉冲调制优化函数

7.2 差错控制编/译码方法

7.2.1 encode函数:纠错编码函数

7.2.2 dencode函数:纠错译码函数

7.2.3 convenc函数:卷积纠错编码函数

7.2.4 poly2trellis函数:卷积码多项式转化函数

7.2.5 vitdec函数:译卷积码函数

7.3 模拟调制与解调

7.3.1 amod函数:带通模拟调制函数

7.3.2 ademod函数:带通模拟解调函数

7.3.3 amodce函数:基带模拟调制函数

7.3.4 ademodce函数:基带模拟解调函数

7.4 数字调制与解调

7.4.1 dmod函数:数字调制函数

7.4.2 ddemod函数:数字解调函数

7.4.3 dmodce函数:基带数字调制函数

7.4.4 ddemodce函数:数字基带解调函数

7.4.5 awgn函数:AWGN信道函数

7.5 小结

第三部分 数字图像处理方面的MATLAB函数

第8章 MATLAB图像处理基础

8.1 图像文件输入/输出

8.1.1 imread函数:读入图像文件

8.1.2 imwrite函数:完成图像的输出和保存操作

8.1.3 imfinfo函数:查看图像文件信息

8.1.4 save函数:将内存空间中的变量存储到以mat为扩展名的文件中

8.1.5 load函数:将以mat为扩展名的文件调入内存

8.2 图像显示

8.2.1 colorbar函数:显示颜色条

8.2.2 getimage函数:从坐标轴上获取图像数据

8.2.3 image函数:建立并显示图像

8.2.4 subimage函数:在一个图形窗口中显示多个图像

8.2.5 imagesc函数:调整数据并显示成图像

8.2.6 imshow函数:图像显示

8.2.7 montage函数:同时显示多帧图像

8.2.8 immovie函数:从多帧索引图像中制作电影

8.2.9 truesize函数:调整图像显示大小

8.2.10 warp函数:显示图像为纹理映射表面

8.2.11 zoom 函数:缩放图像

8.3 图像的类型转换

8.3.1 gray2ind函数:将灰度图像或二值图像转换为索引图像

8.3.2 ind2gray函数:将索引图像转换为灰度图像

8.3.3 rgb2gray函数:将RGB图像转换为灰度图像

8.3.4 rgb2ind函数:将RGB图像转换为索引图像

8.3.5 ind2rgb函数:将索引图像转换为RGB图像

8.3.6 im2bw函数:通过阈值化方法将图像转换为二值图像

8.3.7 grayslice函数:通过阈值化方法将灰度图像转换为索引图像

8.3.8 isbw函数:判断图像是否为二值图像

8.3.9 isrgb函数:判断图像是否为真彩RGB图像

8.3.10 isind函数:判断图像是否为索引图像

8.3.11 mat2gray函数:将矩阵转换为灰度图像

8.4 图像的邻域与块操作

8.4.1 bestblk函数:选择块处理的块大小

8.4.2 blkproc函数:对图像实行不同的块处理

8.4.3 im2col函数:重排图像块为矩阵列

8.4.4 col2im 函数:重排矩阵列为图像块

8.4.5 colfilt函数:使用列方向函数进行邻域运算

8.4.6 nlfilter函数:进行一般的邻域运算

8.5 小结

第9章 图像变换

9.1 图像离散傅里叶变换

9.1.1 fft2函数:进行二维快速傅里叶变换

9.1.2 ifft2函数:计算二维快速逆FFT

9.1.3 fftshift函数:将直流分量移到频谱中心

9.2 图像离散余弦变换

9.2.1 dct2函数:计算2D离散余弦变换

9.2.2 idct2函数:计算2D离散反余弦变换

9.2.3 dctmtx函数:计算离散余弦变换矩阵

9.3 radon变换

9.3.1 radon函数:计算radon变换

9.3.2 iradon函数:计算反radon变换

9.4 图像的几何变换

9.4.1 imresize函数:调整图像大小

9.4.2 imrotate函数:旋转图像

9.4.3 imcrop函数:图像剪裁

9.5 小结

第10章 图像增强处理

10.1 直接变换增强

10.1.1 imadjust函数:调整图像灰度值或颜色映像表

10.1.2 histeq函数:直方图均衡图像

10.1.3 imnoise函数:给图像增加噪声

10.2 滤波增强及频域增强

10.2.1 fspecial函数:创建预定义滤波器

10.2.2 filter2函数:进行二维线性数字滤波或频域增强滤波

10.2.3 medfilt2函数:进行二维中值滤波

10.2.4 ordfilt2函数:进行二维顺序统计滤波

10.2.5 wiener2函数:进行二维自适应除噪滤波

10.2.6 roifilt2函数:特定区域滤波

10.3 彩色图像处理

10.3.1 brighten函数:增加或降低颜色映像表的亮度

10.3.2 cmunique函数:查找颜色映像表中特定的颜色及相应图像

10.3.3 colormap函数:设置或获取颜色图

10.3.4 rgbplot函数:绘制RGB图像

10.3.5 rgb2hsv函数:将RGB颜色模型转换为HSV颜色模型

10.3.6 hsv2rgb函数:将HSV颜色模型转换为RGB颜色模型

10.3.7 rgb2ntsc函数:将RGB颜色空间图像转换为NTSC颜色空间图像

10.3.8 ntsc2rgb函数:将NTSC颜色空间图像转换为RGB颜色空间图像

10.3.9 rgb2ycbcr函数:将RGB颜色空间图像转换为YCbCr颜色空间中的图像

10.3.10 ycbcr2rgb函数:将YCbCr颜色空间中的图像转换为RGB 颜色模型中的图像

10.4 小结

第11章 图像分割与图像形态学

11.1 图像分割

11.1.1 edge函数:灰度图像边缘检测

11.1.2 qtdecomp函数:执行四叉树分解

11.1.3 qtgetblk函数:获得四叉树分解中的块值

11.1.4 qtsetblk函数:设置四叉树分解块值

11.2 图像形态学处理

11.2.1 bwarea函数:计算二值图像中的目标区域的面积

11.2.2 bweuler函数:计算二值图像的欧拉数

11.2.3 bwfill函数:填充二值图像的背景色

11.2.4 bwlabel函数:标识二值图像中的连接成分

11.2.5 bwmorph函数:二值图像形态运算

11.2.6 bwperim函数:确定二值图像中的目标边界

11.2.7 bwselect函数:选择二值图像中的目标对象

11.2.8 imdilate函数:对二值图像进行膨胀运算

11.2.9 imerode函数:对二值图像进行腐蚀运算

11.2.10 strel函数:运用各种形状和大小构造结构元素

11.2.11 imopen函数:开运算

11.2.12 imclose函数:闭运算

11.3 小结

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