Matlab及其应用-曲线拟合与图像处理

1、Matlab及其应用及其应用-曲线拟合与图像处理曲线拟合与图像处理报告人报告人：L XL X报告内容报告内容u 介绍Matlab的用途和特点u Matlab拟合工具箱Cftoolu Matlab图像处理Matlab 简介简介u MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合(矩阵实验室)。u 美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。简单易学，编程效率高，学习它不需要任何编程基础，国际公认的最优秀的工程应用开发环境。Matlab 简介简介 MATLAB在各领域做什麽工业研究与开发。 数学教学，特别是线性代数。 数值分析和科

2、学计算方面的教学与研究。 电子学、控制理论和物理学等工程和科学学科方面的教学与研究。 经济学、化学和生物学等计算问题的所有其他领域中的教学与研究。Matlab 简介简介u 欧美各高等院校，Matlab已经成为所有理工科专业（甚至部分文科专业）的大学生、硕士生、以及博士生必须掌握的基本技能。u 国内，Matlab得到广泛的应用和重视。自19届(2010年)全国大学生数学建模竞赛开始，特设置Matlab创新奖作为该竞赛最高的奖项之一，鼓励大学生在建模竞赛中的创新思维。 Matlab 简介简介u Matlab的特点的特点易学易用强大有趣6 Matlab 简介简介易学易用的易学易用的MatlabMat

3、lab 是一个交互式软件系统 输入一条命令，立即就可以得到该命令的运行结果 例：绘制一个球，并对图形作简单处理 代码： sphere axis off shading interp7-1-0.500.51-1-0.500.51-1-0.500.51 数值计算 符号计算 绘图功能 Toolbox Simulink GUI Matlab 简介简介易学易用的易学易用的Matlabu 数值计算轻松求解 (数值方程求解、数值积分、矩阵运算等) 如求解方程 x2-5x+6=0 的解 代码： solve(x2-5*x+6=0) 如求 2x+3 在0,5上的积分 代码： quad(x)2*x+3,0,5) 如

4、求以下线性方程组的解 2x+3y+6z=5 5x-7y+9z=10 8x-10y-5z=28代码：A=2 3 6;5 -7 9;8 -10 -5B=5 10 2C=B/A 交互式 符号计算 绘图功能 Toolbox Simulink GUI Matlab 简介简介易学易用的易学易用的Matlabu 符号运算（符号方程、不定积分等）求解方程 ax2+bx+c=0 的解 代码： syms a b c solve(a*x2+b*x+c)求解方程 ax+b 的不定积分 代码： int(sym(a*x+b) 9 交互式 数值计算 绘图功能 Toolbox Simulink GUI Matlab 简介简介

5、强大的强大的Matlabu 强大的绘图功能(二维、三维、云图、等高线图、光光等)Peaks函数图形的多种描述方法Matlab的logo 10点光源点光源 交互式 数值计算 符号运算 Toolbox Simulink GUI Matlab 简介简介强大的强大的Matlabu Matlab 丰富强大的工具箱数理统计工具箱 图像处理工具箱计算机视觉工具箱通讯工具箱控制系统工具箱财政金融工具箱优化设计工具箱小波分析工具箱 11神经网络工具箱数据拟合工具箱偏微分工具箱系统辨识工具箱并行计算工具箱模糊逻辑工具箱鲁棒控制工具箱信号处理工具箱 交互式 数值计算 符号运算 绘图功能 Simulink GUI M

6、atlab 简介简介强大的强大的Matlabu Matlab强大的Simulink动态仿真系统 12 交互式 数值计算 符号运算 绘图功能 Toolbox GUI Matlab 简介简介强大的强大的Matlabu Matlab的图形用户界面(GUI)软件设计 13 交互式 数值计算 符号运算 绘图功能 Toolbox Simulink 可添加的控件 Matlab 简介简介强大的强大的MatlabMatlab与C/C+/Fortran混合编程Matlab与word/excel/ppt交互使用Matlab与Ansys/Abaqus相互调用 14 Matlab 简介简介有趣的有趣的Matlabu 俄

7、罗斯方块 (Russia block)15 Matlab 简介简介有趣的有趣的Matlabu Matlab编程制作音乐16 Matlab简介简介有趣的有趣的Matlabu 产生随机圆17 Matlab简介简介有趣的有趣的Matlabu Matlab定时关闭电脑 dos(at xx:xx shutdown -s)u Matlab打开文件 winopen(文件名+后缀)u Matlab运行计算机中的系统命令 system(Command)18 Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)19所谓拟合是指已知若干离散数据点，通过调整某函数的若干待定系数，使得该函数与已知点集的差别(最小二乘意义)

8、最小。Matlab的拟合工具箱(cftool)版本Matlab R2011b Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)20打开方式打开方式：1在命令窗口输入“cftool”，然后运行打开。2通过依次单击Matlab界面的“start”“toolboxes”-“Curve Fitting”“Curve Fitting tool”打开。 Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)21拟合步骤：拟合步骤：1导入实验数据，建立变量x，y2打开cftool3在cftool面板上对应选择x，y Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)22拟合步骤：拟合步骤：4选择拟合函数5Matla

9、b自动拟合6 拟合较复杂时，可设定初始值和范围等 Polynomial(多项式)Exponential(指数函数)Power(幂函数)Smoothing Spline(平滑)Custom Equation(自定义) Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)23拟合结果：拟合结果：1 拟合结果(界面的左边)2结果的评定SSE： 误差平方和，越小表明拟合效果越好R-square： 决定系数(确定系数)，越接近于1越好Adjusted R-square：校正后的决定系数RMSE: 标准差 Matlab的曲线拟合的曲线拟合(Cftool)24结果保存与输出：结果保存与输出：保存至工作空间并绘图

10、 菜单栏“Fit”“Save to workspace” plot(fittedmodel,xdata,ydata) 0123456050100150200250 xy datafitted curve Matlab的图像处理的图像处理(Cftool)25演示举例演示举例 Matlab的图像处理的图像处理26u Matlab图像处理工具箱：imtoolu Matlab常用的图像处理函数：imread (图像读取)，imshow/image(图像显示)，u 图像与数字图像图像与数字图像是对客观对象的一种相似性的描述或写真，它包含了被描述或写真对象的信息，是人们最主要的信息源。：是指能被计算机存储

11、、处理和使用的图像，是空间坐标和灰度均不连续，用离散数字表示的图像 Matlab的图像处理的图像处理27u Matlab常用的图像处理函数：imread 图像读取imwrite 图像写入imshow/image 图像显示immovie 创建动画zoom 图像缩放imfinfo 图像信息查询imcrop 图像裁剪imresize 改变图像尺寸imrotate 图像旋转.rgb2gray 灰度转换imadjust 图像增强histeq 直方图增强edge 边缘检测imnoise 图像加噪imfill 图像填充im2bw 图像二值化imopen 图像开运算imclose 图像关运算I=imread(

12、football.jpg);imshow(I)imshow(I(:,:,1 2 3)imshow(I(:,:,3 2 1) imshow(I(:,:,1 3 2)bw=zeros(20,20); bw(2:2:18,2:2:18)=1;figure,imshow(bw)figure,imshow(bw),truesize(100 100)figure,imshow(bw,notruesize)如果图像太小，显示很小，不利于浏览，这是可是采用 Matlab的图像处理的图像处理二值图黑白对换显示bw=imread(circbw.tif);imshow(bw)figure,imshow) Matla

13、b的图像处理的图像处理图像尺寸的调整load woman2figureimshow(X,map)X1 = imresize(X,2);figureimshow(X1,);X2 = imresize(X,3);figureimshow(X2,);X3 = imresize(X,4);figureimshow(X3,); Matlab的图像处理的图像处理图像的旋转I,map = imread(kids.tif);J = imrotate(I,35);subplot(1,2,1)imshow(I,map)subplot(1,2,2)imshow(J,map) Matlab的图像处理的图像处理图像剪裁

14、I,map = imread(kids.tif);imshow(I,map)imcrop Matlab的图像处理的图像处理直方图均衡化处理 Matlab的图像处理的图像处理图像中斑点的去除 Matlab的图像处理的图像处理I=imread(eight.tif);J=imnoise(I,salt & pepper,0.06);subplot(221),imshow(I),title(原图)subplot(222),imshow(J),title(含斑点的图)H = fspecial(average);am = imfilter(J,H);subplot(223),imshow(am),t

15、itle(均值)zm=medfilt2(J);%中值subplot(224),imshow(zm),title(中值) Matlab的图像处理的图像处理图像的边缘检测edge(I)I=imread(coins.png); BW1 = edge(I,);BW2 = edge(I,);BW3 = edge(I,);figuresubplot(221),imshow(I),title(原图)subplot(222),imshow(BW1),title(roberts算子)subplot(223),imshow(BW2),title(sobel算子)subplot(224),imshow(BW3),t

16、itle(laplacian算子) Matlab的图像处理的图像处理 Matlab的图像处理的图像处理图像间的运算 Matlab的图像处理的图像处理I=imread(rice.tif);J=imread(cameraman.tif); k=(I,J); Matlab的图像处理的图像处理图像间的加运算 Matlab的图像处理的图像处理原图上下翻转左右翻转灰度图片增强图片二值图片示例1：Lena_example Matlab的图像处理的图像处理示例2： Matlab更改图像背景颜色42 小结小结uMatlab的学习方法边学边用，自己动手，举一反三。看一些经典的、优秀的程序，完全弄懂它并学习其编程思路和技巧。 多看帮