MATLAB软件简介与使用指南

（1）什么是MATLAB

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，广泛应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB的启动界面如图1-10所示。

图1-10 MATLAB软件启动界面

MATLAB将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及需要进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、FORTRAN）的编辑模式。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，广泛应用于以下领域。

➢数值分析。

➢数值和符号计算。

➢工程与科学绘图。

➢控制系统的设计与仿真。

➢数字图像处理技术。

➢数字信号处理技术。

➢通信系统设计与仿真。

➢财务与金融工程。

在数字图像处理方面，MATLAB提供了数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、模型预测、模糊逻辑、嵌入式系统开发、定点仿真、与DSP通信等非常多的工具箱，已经能满足几乎所有图像处理算法的开发需要。

（2）用MATLAB处理数字图像的特点

MATLAB程序编写形式较为自由，可以利用丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。库函数都由本领域的专家编写。可以说，用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。(www.xing528.com)

➢运算符丰富

由于MATLAB是用C语言编写的，所以它提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。

➢编程灵活

MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环、while循环、break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。

➢程序设计自由度大

程序限制不严格，如在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。

➢程序可移植性好

在MATLAB环境下编写的程序，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。

➢MATLAB的图形功能强大

在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易，但在MATLAB里，数据的可视化非常简单。MATLAB还具有很强的编辑图形界面的能力。

➢有功能强大的工具箱

MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分有数百个核心内部函数。工具箱又分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图示建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，可用于多种学科；而学科性工具箱是专业性比较强的，如Image Processing、Video and Image Processing Blockset，这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，就可以直接进行高、精、尖的研究。

➢源程序的开放性

开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。

但是，MATLAB也存在如下不足：与其他语言高级程序相比，MATLAB程序的执行速度较慢。这是因为MATLAB的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。