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MATLAB 入门

MATLAB 入门. ---- 数字信号处理的有力工具. 一、 MATLAB 介绍. （ 1 ） MATLAB 是美国， Math Works 公司推出的产品。 MATLAB 是 Matrix Laboratory 的缩写，即 “ 矩阵实验室 ” 。 （ 2 ） MATLAB 与其它语言（ Basic ， C ）相比，效率可以提高很多倍，誉为 “ 万能的演算纸 ” 。 （ 3 ） MATLAB 已成为标准的教学工具。 （ 4 ） MATLAB 还配备了涉及自动控制、信息处理，计算机仿真等种类繁多的工具箱：数理统计、信号处理 、系统辨识、最优化、稳健、神经网络、模糊逻辑等。.

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MATLAB 入门

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  1. MATLAB入门 ----数字信号处理的有力工具

  2. 一、MATLAB介绍 • （1）MATLAB是美国，Math Works 公司推出的产品。MATLAB是Matrix Laboratory的缩写，即“矩阵实验室”。 • （2）MATLAB与其它语言（Basic，C）相比，效率可以提高很多倍，誉为“万能的演算纸”。 • （3） MATLAB已成为标准的教学工具。 • （4） MATLAB还配备了涉及自动控制、信息处理，计算机仿真等种类繁多的工具箱：数理统计、信号处理 、系统辨识、最优化、稳健、神经网络、模糊逻辑等。

  3. 二、 MATLAB的语言的特点 • 1、变量 • MATLAB的基本变量均代表一矩阵。矩阵可以由语句和函数产生，也可以由外部的数据文件输入，还可以由键盘输入一些小的矩阵。 • 例如: 在出现 后，键入一个3*3的矩阵并赋予变量A。 • A=[1 3 5；2 4 6；7 8 9] • 单个矩阵元素可以用括号中的下标来表示，例如：A（1，1）=1，A（2，2）=4，A（2，3）=？A（：，3）代表第三列元素组成的向量，A（1：3，1：2）代表一3x2的子矩阵。

  4. 2、基本操作符 • （1）加“+”、减“-”、乘“*”、除“/”、幂“^”代表矩阵的加、减、乘、除以及乘方运算。 • （2）“.*”代表两个矩阵的对应元素相乘；“./”表示两个矩阵对应元素相除；”\”表示用右边的矩阵除以左边的矩阵，A\B等效于A的逆矩阵左乘B矩阵。 • （3）虚部i=sqrt(-1) • （4）A^P表示A的P次方，“. ^”计算对应元素的幂， A.^P表示两个大小相同的矩阵进行操作，P中每一元素作为A中对应元素的幂次。 • （5）矩阵的转置用“`”来表示

  5. 3、输入输出语句 • （1）MATLAB用load 语句输入磁盘中存储的数据。MATLAB本身的存储格式——二进制的“.mat”文件也使用load命令装入。 • （2）save命令将空间中的变量以二进制格式或ASCLL格式存储到磁盘文件中。 • （3）MATLAB也有“fopen、fread、fwrite等输入、输出语句，但优先选择load，save。 • （4）waveread可以读取声音文件，wavewrite可以形成一个后缀为wave的声音文件。 • （5）imread用于读取图像文件，imshow用于显示图像文件。

  6. 4、库函数 • （1）基本数学函数：sin、exp、sqrt • （2）矩阵运算基本函数：inv、det、（lu）LU分解、diag • （3）特殊数学函数：贝塞尔函数（bessel），第一类椭圆完全积分（ellipk）等。 • （4）MATLAB工具箱还提供了适合于各种专门用途的库函数。

  7. 5、作图语句 • （1）基本绘图函数：二维图形（plot）、三维图形（mesh）、等值线图（contour）、极坐标（polar）、直方图（hist）等。 • （2）图形修饰函数：文本注释（text）、题头（title）、x轴或y轴标注（xlabel，ylabel）以及增加网格（grid）等。

  8. 6、控制语句 • （1）MATLAB有着和其它高级语言相类似的语句，例如 ：循环（for）、终止循环（break）、条件（if，while）等。 • （2）注：这些语句要谨慎使用，因为，MATLAB是对数组进行操作，很多时候可以不用控制语句，用了反而会使程序的运行速度减慢。

  9. 7、帮助语句help • （1）使用：在命令窗口键入help可取的信息，如：键入“help[“显示如何使用方括号（注意：在编程中括号时不能随意使用的），键入“help signal”将提供所有信号处理工具箱中的有关函数的信息。 • （2）也可以使用软件工具栏中的help进行帮助查找。

  10. 8、用于数字信号处理的 工具箱-signal • （1）包含数字信号处理常用的滤波器设计、傅里叶变换、z变换等。 • 设计IIR滤波器：buttord、butter、cheb1ord • 设计FIR滤波器：fir1、fir2、firls、remezord • 窗函数：bartlett、blackman、hamming • 傅里叶变换：FFT、IFFT • 频率变换：freqz、freqs、lp2lp、lp2bp、

  11. 三、算例 • 例1 给定一因果系统 • 求出并绘出H（z）的幅频响应和相频响应。 • b=[1,-1]; • a=[1,-sqrt(2),0.9]; • [h,w]=freqz(b,a); • am=20*log10(abs(h)); • subplot(2,1,1); • plot(w,am); • subplot(2,1,1); • plot(w,ph);

  12. 例2 图像傅里叶变换 • X=imread( `trees.tif `); • X=double (X) / 255; • Y=fft2(X); • figure, imshow(Y) • C=ifft2(Y); • figure, imshow(C)

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