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第一部分 MATLAB基础知识及基本应用2

第1章 MATLAB入门2

1.1 常用信息2

1.1.1 help函数：在线帮助（显示在命令窗口）2

1.1.2 helpwin函数：在线帮助（独立窗口显示）6

1.1.3 lookfor函数：显示与该关键字有关的命令和函数7

1.2 管理工作区命令8

1.2.1 who函数：显示当前变量8

1.2.2 whos函数：显示当前变量的具体信息9

1.2.3 clear函数：从内存中清除变量和函数10

1.3 管理命令和函数11

1.3.1 what函数：显示当前目录下的MATLAB文件11

1.3.2 which函数：找出函数和文件的位置12

1.3.3 type函数：显示M文件内容13

1.4 操作系统命令14

1.4.1 dir函数：显示当前或指定目录下的文件14

1.4.2 pwd函数：显示当前工作目录15

1.4.3 delete函数：删除文件16

1.4.4 web函数：打开页面浏览器加载文件的函数17

1.5 数据类型18

1.5.1 double函数：双精度数值类型的定义18

1.5.2 sym函数：符号型函数的定义19

1.5.3 inline函数：内联函数对象的构造20

1.5.4 char函数：定义字符数组或字符串21

1.5.5 uint8函数：无符号8位整数22

1.6 小结23

第2章 矩阵及其基本运算24

2.1 矩阵的表示24

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24

2.1.2 syms函数：定义多个符号变量26

2.1.3 cat函数：创建多维数组27

2.1.4 zeros函数：零矩阵的生成28

2.1.5 eye函数：单位矩阵的生成29

2.1.6 ones函数：生成全1阵30

2.1.7 rand函数：生成均匀分布随机矩阵31

2.1.8 randn函数：生成正态分布随机矩阵33

2.1.9 randperm函数：产生随机序列34

2.1.10 linspace函数：生成线性等分向量35

2.1.11 logspace函数：产生对数等分向量36

2.1.12 blkdiag函数：产生以输入元素为对角线元素的矩阵37

2.1.13 compan函数：生成友矩阵38

2.1.14 hankel函数：生成Hankel方阵39

2.1.15 hilb函数：生成Hilbert（希尔伯特）矩阵41

2.1.16 invhilb函数：生成逆Hilbert矩阵42

2.1.17 magic函数：生成Magic（魔方）矩阵43

2.1.18 pascal函数：生成Pascal矩阵44

2.1.19 toeplitz函数：生成托普利兹矩阵45

2.1.20 wilkinson函数：生成Wilkinson特征值测试阵47

2.2 矩阵的运算48

2.2.1 dot函数：向量的点积48

2.2.2 cross函数：向量叉乘50

2.2.3 conv函数：矩阵的卷积和多项式乘法51

2.2.4 deconv函数：反褶积（解卷）和多项式除法运算53

2.2.5 kron函数：张量积54

2.2.6 intersect函数：求两个集合的交集55

2.2.7 ismember函数：检测集合中的元素57

2.2.8 setdiff函数：求两集合的差58

2.2.9 setxor函数：求两个集合交集的非60

2.2.10 union函数：求两集合的并集62

2.2.11 unique函数：取集合的单值元素63

2.2.12 expm函数：方阵指数函数65

2.2.13 logm函数：求矩阵的对数66

2.2.14 funm函数：方阵的函数运算67

2.2.15 sqrtm函数：求矩阵的方根69

2.2.16 polyvalm函数：求矩阵的多项式70

2.2.17 det函数：求方阵的行列式71

2.2.18 inv函数：求矩阵的逆71

2.2.19 pinv函数：求矩阵的伪逆矩阵73

2.2.20 trace函数：矩阵的迹74

2.2.21 norm函数：求向量或矩阵的范数75

2.2.22 cond函数：求矩阵的条件数77

2.2.23 eondest函数：1-范数的条件数估计78

2.2.24 rcond函数：矩阵可逆的条件数估值79

2.2.25 condeig函数：特征值的条件数80

2.2.26 rank函数：矩阵的秩81

2.2.27 diag函数：矩阵对角线元素的抽取82

2.2.28 tril函数：下三角阵的抽取84

2.2.29 triu函数：上三角阵的抽取85

2.2.30 reshape函数：矩阵变维86

2.2.31 rot90函数：矩阵旋转语法说明87

2.2.32 fliplr函数：矩阵的左右翻转88

2.2.33 flipud函数：矩阵的上下翻转89

2.2.34 flipdim函数：按指定维数翻转矩阵90

2.2.35 repmat函数：复制和平铺矩阵92

2.2.36 rat函数：用有理数形式表示矩阵93

2.3 矩阵的分解94

2.3.1 chol函数：Cholesky分解94

2.3.2 1u函数：LU分解95

2.3.3 qr函数：QR分解97

2.3.4 qrdelete函数：从QR分解中删除列99

2.3.5 qrinsert函数：从QR分解中添加列100

2.3.6 schur函数：Schur分解102

2.3.7 rsf2csf函数：实Schur向复Schur转化103

2.3.8 eig函数：特征值分解105

2.3.9 svd函数：奇异值分解106

2.3.10 gsvd函数：广义奇异值分解108

2.3.11 qz函数：特征值问题的QZ分解110

2.3.12 hess函数：海森伯格形式的分解113

2.4 线性方程组的求解114

2.4.1 null函数：求线性齐次方程组的通解114

2.4.2 symmlq函数：线性方程组的LQ解法115

2.4.3 bicg函数：用双共轭梯度法解方程组117

2.4.4 bicgstab函数：用稳定双共轭梯度方法解方程组119

2.4.5 cgs函数：用复共轭梯度平方法解方程组121

2.4.6 lsqr函数：共轭梯度的LSQR方法123

2.4.7 qmres函数：广义最小残差法125

2.4.8 minres函数：用最小残差法解方程组127

2.4.9 pcg函数：预处理共轭梯度方法129

2.4.10 qmr函数：用准最小残差法解方程组131

2.5 小结133

第3章 数值计算函数134

3.1 基本数学函数134

3.1.1 sin和sinh：正弦函数与双曲正弦函数134

3.1.2 asin、asinh函数：反正弦函数与反双曲正弦函数135

3.1.3 cos、cosh函数：余弦函数与双曲余弦函数137

3.1.4 acos、acosh函数：反余弦函数与反双曲余弦函数138

3.1.5 tan和tanh函数：正切函数与双曲正切函数139

3.1.6 atan、atanh函数：反正切函数与反双曲正切函数140

3.1.7 cot、coth函数：余切函数与双曲余切函数142

3.1.8 acot、acoth函数：反余切函数与反双曲余切函数143

3.1.9 sec、sech函数：正割函数与双曲正割函数144

3.1.10 asec、asech函数：反正割函数与反双曲正割函数145

3.1.11 csc、csch函数：反正割函数与反双曲正割函数146

3.1.12 acsc、acsch函数：反余割函数与反双曲余割函数148

3.1.13 atan2函数：四象限的反正切函数149

3.1.14 abs函数：数值的绝对值与复数的幅值150

3.1.15 exp函数：求以e为底的指数函数151

3.1.16 expm函数：求矩阵以e为底的指数函数152

3.1.17 log函数：求自然对数154

3.1.18 log10函数：求常用对数154

3.1.19 sort函数：排序函数156

3.1.20 fix函数：向零方向取整158

3.1.21 roud函数：朝最近的方向取整159

3.1.22 floor函数：朝负无穷大方向取整160

3.1.23 rem函数：求余数161

3.1.24 ceil函数：朝正无穷大方向取整162

3.1.25 real函数：复数的实数部分163

3.1.26 imag函数：复数的虚数部分164

3.1.27 angle函数：求复数的相角165

3.1.28 coni函数：复数的共轭值166

3.1.29 complex函数：用实数与虚数部分创建复数167

3.1.30 mod函数：求模数（带符号的除法余数）168

3.2 插值169

3.2.1 meshgrid函数：生成用于画三维图形的矩阵数据169

3.2.2 interpl函数：一维数据插值函数171

3.2.3 interp2函数：二维数据内插值172

3.2.4 interp3函数：三维数据插值174

3.2.5 spline函数：三次样条数据插值176

3.2.6 interpft函数：用快速Fourier算法做一维插值177

3.3 数据分析函数178

3.3.1 max函数：求最大值函数179

3.3.2 min函数：求最小值函数180

3.3.3 mean函数：平均值计算182

3.3.4 median函数：中位数计算183

3.3.5 sum函数：求和函数184

3.3.6 prod函数：连乘计算186

3.3.7 cumsum函数：累积总和值187

3.3.8 cumprod函数：累积连乘188

3.4 数值微积分189

3.4.1 quad函数：一元函数的数值积分190

3.4.2 trapz函数：用梯形法进行数值积分191

3.4.3 rat函数：有理数近似求取192

3.4.4 dblquad函数：矩形区域上二重积分的计算193

3.4.5 diff函数：微分函数194

3.4.6 int函数：积分函数196

3.4.7 roots函数：求多项式的根197

3.4.8 poly函数：通过根求原多项式198

3.4.9 dsolve函数：求解常微分方程式199

3.4.10 fzero函数：求一元函数的零点200

3.5 小结201

第4章 符号运算函数202

4.1 算术符号运算202

4.1.1 size函数：符号矩阵的维数202

4.1.2 compose函数：复合函数运算203

4.1.3 colspace函数：返回列空间的基205

4.1.4 real函数：求符号复数的实数部分207

4.1.5 image函数：求符号复数的虚数部分208

4.1.6 symsum函数：符号表达式求和209

4.1.7 collect函数：合并同类项211

4.1.8 expand函数：符号表达式展开212

4.1.9 factor函数：符号因式分解213

4.1.10 simple函数：求符号表达式的最简形式214

4.1.11 simplify函数：符号表达式的化简216

4.1.12 numden函数：符号表达式的分子与分母217

4.1.13 double函数：将符号矩阵转化为浮点型数值218

4.1.14 solve函数：代数方程的符号解析解220

4.1.15 finverse函数：函数的反函数222

4.1.16 poly函数：求特征多项式223

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224

4.1.18 findsyrn函数：从一符号表达式中或矩阵中找出符号变量226

4.1.19 horner函数：嵌套形式的多项式表达式227

4.2 符号函数求微积分228

4.2.1 limit函数：求极限228

4.2.2 diff函数：符号函数导数求解230

4.2.3 int函数：符号函数的积分231

4.2.4 dsolve函数：常微分方程的符号解233

4.3 积分变换函数235

4.3.1 fourier函数：Fourier积分变换236

4.3.2 ifourier函数：逆Fourier积分变换237

4.3.3 laplace函数：Laplace变换239

4.3.4 ilaplace函数：逆Laplace变换240

4.3.5 ztrans函数：求z-变换242

4.3.6 iztrans函数：逆z-变换243

4.4 小结244

第5章 概率论函数245

5.1 随机数的产生245

5.1.1 binornd函数：产生二项分布的随机数据245

5.1.2 normrnd函数：正态分布的随机数据的产生247

5.1.3 random函数：通用函数求各分布的随机数据249

5.2 随机变量的描述250

5.2.1 pdf函数：通用函数计算概率密度函数值251

5.2.2 binopdf函数：二项分布的密度函数252

5.2.3 normpdf函数：正态分布的概率值253

5.2.4 chi2pdf函数：求卡方分布的概率密度函数254

5.2.5 ncx2pdf函数：求非中心卡方分布的密度函数255

5.2.6 lognpdf函数：对数正态分布257

5.2.7 fpdf函数：F分布257

5.2.8 ncfpdf函数：求非中心F分布函数259

5.2.9 tpdf函数：求T分布260

5.2.10 nctpdf函数：求非中心T分布概率密度函数值262

5.2.11 gampdf函数：求Γ分布函数262

5.2.12 nbinpdf函数：求负二项分布264

5.2.13 exppdf函数：指数分布函数265

5.2.14 raylpdf函数：瑞利分布266

5.2.15 weibpdf函数：求韦伯分布267

5.2.16 poisspdf函数：泊松分布的概率值269

5.2.17 unifpdf函数：连续概率密度值269

5.2.18 unidpdf函数：离散概率密度值271

5.2.19 betapdf函数：β分布概率密度函数值272

5.2.20 geopdf函数：几何分布概率密度函数值273

5.3 随机变量的累积概率274

5.3.1 cdf函数：通用函数计算累积概率值275

5.3.2 binocdf函数：二项分布的累积概率值276

5.3.3 normcdf函数：正态分布的累积概率值276

5.4 随机变量的数字特征278

5.4.1 sort函数：排序函数278

5.4.2 sortrows函数：按行方式排序280

5.4.3 var函数：求样本方差282

5.4.4 std函数：求标准差283

5.4.5 nanstd函数：忽略NaN计算的标准差285

5.4.6 geomean函数：计算几何平均数286

5.4.7 mean函数：求算术平均值和样本均值287

5.4.8 nanmean函数：忽略NaN元素计算算术平均值289

5.4.9 median函数：计算中位数290

5.4.10 nanmedian函数：忽略NaN计算中位数291

5.4.11 harmmean函数：求调和平均数292

5.4.12 range函数：求最大值与最小值之差293

5.4.13 skewness函数：样本的偏斜度294

5.4.14 unifstat函数：均匀分布的期望和方差296

5.4.15 normstat函数：正态分布的期望和方差297

5.4.16 binostat函数：二项分布的均值和方差298

5.4.17 cov函数：求协方差函数299

5.4.18 corrcoef函数：相关系数301

5.5 小结302

第二部分 信号处理与通信的MATLAB函数306

第6章 数字信号处理工具函数306

6.1 三角信号产生306

6.1.1 ones函数：生成一个单位矩阵306

6.1.2 zeros函数：生成一个零矩阵307

6.1.3 eye函数：生成一个对角矩阵308

6.1.4 diric函数：生成一个狄里克力信号309

6.1.5 sawtooth函数：产生周期为2π锯齿波310

6.1.6 sinc函数：产生sinc函数波形312

6.2 离散时间信号的时频分析313

6.2.1 mean函数：求均值313

6.2.2 std函数：求标准差314

6.2.3 xcorr函数：求自相关315

6.2.4 conv函数：求卷积317

6.2.5 FFT函数：傅里叶变换320

6.2.6 IFFT函数：反傅里叶变换322

6.2.7 residue函数：求B(s)/A(s)的部分 分式展开式324

6.2.8 Hilber函数：希尔伯特变换325

6.3 数字滤波器327

6.3.1 buttap函数：巴特沃斯滤波器328

6.3.2 cheblap函数：切比雪夫Ⅰ型滤波器330

6.3.3 cheb2ap函数：切比雪夫Ⅱ型滤波器331

6.3.4 besselap函数：贝塞尔滤波器332

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334

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335

6.3.7 ellip函数：设计椭圆形滤波器336

6.3.8 fir1函数：线性相位FIRDF的标准窗函数337

6.3.9 fir2函数：基于窗函数的有限冲激响应339

6.4 小结341

第7章 通信系统处理方面的MATLAB函数速查342

7.1 信源编译码的方法342

7.1.1 compand函数：U律或A律压扩计算函数342

7.1.2 quantiz函数：产生量化索引和量化输出值的函数344

7.1.3 lloyds函数：采用训练序列和Lloyd算法优化标量算法346

7.1.4 dpcmenco函数：差分脉冲调制编码函数347

7.1.5 dpcmdeco函数：差分脉冲调制解码函数348

7.1.6 dpcmopt函数：差分脉冲调制优化函数349

7.2 差错控制编／译码方法351

7.2.1 encode函数：纠错编码函数351

7.2.2 dencode函数：纠错译码函数353

7.2.3 convenc函数：卷积纠错编码函数354

7.2.4 poly2trellis函数：卷积码多项式转化函数355

7.2.5 vitdec函数：译卷积码函数356

7.3 模拟调制与解调357

7.3.1 amod函数：带通模拟调制函数357

7.3.2 ademod函数：带通模拟解调函数359

7.3.3 amodce函数：基带模拟调制函数361

7.3.4 ademodce函数：基带模拟解调函数362

7.4 数字调制与解调364

7.4.1 dmod函数：数字调制函数364

7.4.2 ddemod函数：数字解调函数365

7.4.3 dmodce函数：基带数字调制函数368

7.4.4 ddemodce函数：数字基带解调函数369

7.4.5 awgn函数：AWGN信道函数370

7.5 小结372

第三部分 数字图像处理方面的MATLAB函数374

第8章 MATLAB图像处理基础374

8.1 图像文件输入／输出374

8.1.1 imread函数：读入图像文件374

8.1.2 imwrite函数：完成图像的输出和保存操作376

8.1.3 imfinfo函数：查看图像文件信息378

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380

8.1.5 load函数：将以mat为扩展名的文件调入内存381

8.2 图像显示382

8.2.1 eolorbar函数：显示颜色条383

8.2.2 getimage函数：从坐标轴上获取图像数据384

8.2.3 image函数：建立并显示图像386

8.2.4 subimage函数：在一个图形窗口中显示多个图像387

8.2.5 imagesc函数：调整数据并显示成图像388

8.2.6 imshow函数：图像显示390

8.2.7 montage函数：同时显示多帧图像392

8.2.8 immovie函数：从多帧索引图像中制作电影393

8.2.9 truesize函数：调整图像显示大小394

8.2.10 warp函数：显示图像为纹理映射表面395

8.2.11 zoom函数：缩放图像397

8.3 图像的类型转换398

8.3.1 gray2ind函数：将灰度图像或二值图像转换为索引图像399

8.3.2 ind2gray函数：将索引图像转换为灰度图像400

8.3.3 rgb2gray函数：将RGB图像转换为灰度图像402

8.3.4 rgb2ind函数：将RGB图像转换为索引图像403

8.3.5 ind2rgb函数：将索引图像转换为RGB图像404

8.3.6 im2bw函数：通过阈值化方法将图像转换为二值图像406

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407

8.3.8 isbw函数：判断图像是否为二值图像408

8.3.9 isrgb函数：判断图像是否为真彩RGB图像409

8.3.10 isind函数：判断图像是否为索引图像410

8.3.11 mat2gray函数：将矩阵转换为灰度图像411

8.4 图像的邻域与块操作413

8.4.1 bestblk函数：选择块处理的块大小413

8.4.2 blkproc函数：对图像实行不同的块处理414

8.4.3 im2col函数：重排图像块为矩阵列415

8.4.4 col2im函数：重排矩阵列为图像块417

8.4.5 colfilt函数：使用列方向函数进行邻域运算419

8.4.6 nlfilter函数：进行一般的邻域运算421

8.5 小结422

第9章 图像变换423

9.1 图像离散傅里叶变换423

9.1.1 fft2函数：进行二维快速傅里叶变换423

9.1.2 ifft2函数：计算二维快速逆FFT425

9.1.3 fftshift函数：将直流分量移到频谱中心426

9.2 图像离散余弦变换427

9.2.1 dct2函数：计算2D离散余弦变换428

9.2.2 idct2函数：计算2D离散反余弦变换429

9.2.3 dctmtx函数：计算离散余弦变换矩阵430

9.3 radon变换431

9.3.1 radon函数：计算radon变换432

9.3.2 iradon函数：计算反radon变换433

9.4 图像的几何变换435

9.4.1 imresize函数：调整图像大小436

9.4.2 imrotate函数：旋转图像437

9.4.3 imcrop函数：图像剪裁439

9.5 小结440

第10章 图像增强处理441

10.1 直接变换增强441

10.1.1 imadjust函数：调整图像灰度值或颜色映像表441

10.1.2 histeq函数：直方图均衡图像443

10.1.3 imnoise函数：给图像增加噪声445

10.2 滤波增强及频域增强447

10.2.1 fspecial函数：创建预定义滤波器448

10.2.2 filter2函数：进行二维线性数字滤波或频域增强滤波451

10.2.3 medfilt2函数：进行二维中值滤波453

10.2.4 ordfilt2函数：进行二维顺序统计滤波454

10.2.5 wiener2函数：进行二维自适应除噪滤波456

10.2.6 roifilt2函数：特定区域滤波457

10.3 彩色图像处理459

10.3.1 brighten函数：增加或降低颜色映像表的亮度459

10.3.2 cmunique函数：查找颜色映像表中特定的颜色及相应图像460

10.3.3 colormap函数：设置或获取颜色图463

10.3.4 rgbplot函数：绘制RGB图像469

10.3.5 rgb2hsv函数：将RGB颜色模型转换为HSV颜色模型471

10.3.6 hsv2rgb函数：将HSV颜色模型转换为RGB颜色模型473

10.3.7 rgb2ntsc函数：将RGB颜色空间图像转换为NTSC颜色空间图像474

10.3.8 ntsc2rgb函数：将NTSC颜色空间图像转换为RGB颜色空间图像476

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478

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480

10.4 小结481

第11章 图像分割与图像形态学482

11.1 图像分割482

11.1.1 edge函数：灰度图像边缘检测483

11.1.2 qtdecomp函数：执行四叉树分解484

11.1.3 qtgetblk函数：获得四叉树分解中的块值487

11.1.4 qtsetblk函数：设置四叉树分解块值490

11.2 图像形态学处理493

11.2.1 bwarea函数：计算二值图像中的目标区域的面积493

11.2.2 bweuler函数：计算二值图像的欧拉数494

11.2.3 bwfill函数：填充二值图像的背景色495

11.2.4 bwlabel函数：标识二值图像中的连接成分498

11.2.5 bwmorph函数：二值图像形态运算499

11.2.6 bwperim函数：确定二值图像中的目标边界502

11.2.7 bwselect函数：选择二值图像中的目标对象503

11.2.8 imdilate函数：对二值图像进行膨胀运算505

11.2.9 imerode函数：对二值图像进行腐蚀运算506

11.2.10 strel函数：运用各种形状和大小构造结构元素507

11.2.11 imopen函数：开运算511

11.2.12 imclose函数：闭运算512

11.3 小结514