Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

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目录

2.1 矩阵的创建

2.1.1 直接输入:

2.1.2 载入外部数据文件

2.1.3 利用内置函数创建

2.2 矩阵的寻访

2.2.1 下标元素访问

2.2.2  访问单元素

2.3 矩阵的拼接

2.3.1 矩阵拼接符[]

2.3.2  函数

2.4 矩阵的运算

2.4.1 加减

2.4.2 乘除

2.4.3乘方

2.4.4 按位运算

2.4.5 行列式与秩

2.4.6 逆与迹

2.4.7 矩阵的范数(?)

2.4.8 特征值和特征向量


PS 纯纯用来记笔记,要是有错随时dd我呀

2.1 矩阵的创建

2.1.1 直接输入:

(1)矩阵元素必须在[]内

(2)同行元素用,/空格 分隔

(3)不同行元素用; 分隔

eg

C=[1 2 3; 5 6; 7 8 9]

2.1.2 载入外部数据文件

Load函数

eg

创建一个data.txt 内容为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

在Matlab中读取:

clear all;
load trees        %读取二进制数据文件
image(X)          %以图像的形式显示数组X
colormap(X)        %设置颜色查找表为map

2.1.3 利用内置函数创建

函数名 功能介绍
ones() 全1矩阵
zeros() 全0矩阵
eye() 单位矩阵
rand() (0,1)之间的随机矩阵
randn() 均值0,方差1的随机矩阵
compan 伴随矩阵
gallery Higham 检验矩阵
hadamard hadamard阵
hankel hankel阵
hilb hilbert阵
invhilb 逆hilbert阵
magic 魔方阵
pascal pascal阵
rosser 经典对称特征阵
toeplitz toeplitz阵
vander vander阵
wilknsion wilknsion特征值检验矩阵

eg

Z1=ones(3)
z1= 1 1 1
    1 1 1
    1 1 1

2.2 矩阵的寻访

2.2.1 下标元素访问

(1)双下标  “第几行,第几列”

(2)单下标 “以列为单位,将元素凑成一行”

1 4
2 5
3 6

(3) 双下标计算单下标   sub2ind(元素总数,行,列)

          单下标计算双下标    ind2sub

2.2.2  访问单元素

M=(行,列)

2.2.3 访问多元素

(1)以元素为单位

A(e1:e2:e3)   表示矩阵第e1个元素,隔e2个元素一直到e3的所有元素

A([m n 1])     表示取矩阵A中第m,n,1个元素

(2)以行 列为单位

A(i,:)        取第i行

A(:,j)        ..列

A(i,i+m,:)        取i~i+m行

A(:,j,j+m)        ...列

A(i,i+m,k,k+j)    取i~i+m,k~k+k

2.3 矩阵的拼接

!!维数必须相同

2.3.1 矩阵拼接符[]

水平 C=[A,B] C=[A B]

竖直 C=[A;B]

2.3.2  函数

(1)cat 函数

C=cat(dim,A,B)

dim=1(垂直),2(水平),3(三维数组)

(2)repmat函数

C=repmat(A,m,n)/C=repmat(A,[m,n])

C是由A拼接而成,纵向m个A,横向n个A

Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

 Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

(3) horzcat 函数

!!必须有相同的行数

C=horzcat(A,B,..) 进行水平拼接

Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

(4) vertcat 函数

!!必须有相同的列数

C=vertcat(A,B)

(5)blkdiag 函数

 构造块对角矩阵

T=blkdiag(A,B,C,D)

eg

>> clear all;
>> A=eye(2);
>> B=ones(2,2);
>> C=[1 2;3 4;5 6];
>> D=magic(3);
>> T=blkdiag(A,B,C,D)

Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

2.4 矩阵的运算

2.4.1 加减

C=A+B

C=A-B

2.4.2 乘除

(1)乘(矩阵的笛卡尔乘)

Matlab 数字图像 第二章 矩阵及其运算

C=A*B(A叉乘B)

(2)除(乘法的逆运算)

 \ 左除

/ 右除

2.4.3乘方

!!矩阵A是方阵

A^x   矩阵A的x乘方

2.4.4 按位运算

按位乘(.*)     按位右除(./)     按位左除(.\)

2.4.5 行列式与秩

(1)行列式 det

矩阵的行列式是一个数值

det(A)

(2)秩 rank

如果把矩阵看成一个个行向量或者列向量,秩就是这些行向量或者列向量的秩,也就是极大无关组中所含向量的个数。

rank(A)

2.4.6 逆与迹

(1)逆矩阵  inv

A是一个n阶矩阵,若存在另一个n阶矩阵B,使得: AB=BA=E(E为单位矩阵) ,则称方阵A可逆,并称方阵B是A的逆矩阵。

inv(A)

(2)矩阵的迹 trace

矩阵的迹等于矩阵的特征值之和。

trace(A)

2.4.7 矩阵的范数(?)

cond(A,1)        表示计算A的1-范数下的条件数

cond(A)           表示计算A的2-范数下的条件数

cond(A,inf)        表示计算A的无限-范数下的条件数

2.4.8 特征值和特征向量

(1)定义:

设A是n阶方阵,如果数λ和n维非零列向量x使关系式Ax=λx成立,那么这样的数λ称为矩阵A特征值,非零向量x称为A的对应于特征值λ的特征向量。

式Ax=λx也可写成( A-λE)X=0,这是n个未知数n个方程的齐次线性方程组,它有非零解的充分必要条件是系数行列式| A-λE|=0。

(2)

E=eig(B) 求矩阵的全部特征值,构成向量E

[V,D]=eig(B)    对角阵D:B的全部特征值

                        矩阵V:B的特征向量构成V的列向量

2.4.9 矩阵的超越函数

!!输入参数必须为方阵

sqrt,exr,log类似功能并且直接作用于矩阵上的

sqrtm(A)    计算矩阵的平方根

logm              矩阵对数

expm              矩阵指数文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-408636.html

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