第10章 基于MATLAB数字水印系统设计.pptVIP

10.1 MATLAB简介  MATLAB是MathWork公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，其强大的图形功能以及丰富的图像处理工具函数，使得MATLAB特别适合于图像处理学习和应用。 MATLAB是一个交互式系统，其基本数据元素是无需定义的数组。与高级语言相比，它只需极少的代码就可以解决众多的数值问题。因此，特别适合解决需要矩阵运算的工程问题，在数字图像处理领域有重要的用途。 10.1.1 MATLAB基础 MATLAB是一种面向数组(Array)的编程语言。 数据类型的最大特点是每一种类型都以数组为基础，从数组中派生出来，MATLAB把每种类型的数据都作为数组来处理。 在MATLAB ，有6种基本的数据类型，即：char(字符)、double(双精度数值)、sparse(稀疏数据)、storage(存储型)、cell(单元数组)和struct(结构)。 数据类型间的关系图： 10.1.2 MATLAB的运行 MATLAB有两种常用的工作模式： 1. 命令行输入方式 2. M文件的编程工作方式 1.命令行输入方式 例10-1：已知矩阵 ，矩阵 ， 求解矩阵乘以矩阵形成的新矩阵。 只需在MATLAB命令窗口内提示符号（）之后输入如下表达式，并按下Enter键即可： A=[2 1 -3 -1;3 1 0 7;-1 2 4 -2;1 0 -1 5]; B=[3 -1 0 4;2 1 5 -2;-1 0 7 5;-4 8 0 1]; A*B 2.M文件的编程工作方式 MATLAB提供了M文件编辑器作为编制和调试M文件的工作界面。 在MATLAB的运行环境中，用鼠标单击菜单栏上的[Fi1e]-[open]命令，选择[M-file]项，或者直接单击工具栏的[新建]按钮，进入MATLAB的M文件编辑器。 M文件有两种形式，一种是命令文件(脚本文件Script-file)；另一种是函数文件(Function-file)。 例10-2：建立命令文件，并绘制宝石项链图。 (1) 进入MATLAB的M文件编辑器 (2) 在编辑器窗口中输入文件内容： t=(0:0.02:2)*pi; %(0:0.02:2)表示(0,2)之间以0.02为间隔的向量 x=sin(t); y=cos(t); z=cos(2*t); plot3(x,y,z,b-,x,y,z,bd) view([-80,60]) box on legend(链子,宝石); (3)单击[Fi1e] -[save]命令，将所写文件自动保存在磁盘目录D:＼MATLAB＼work上，并取名为diamond.m。 (4)在MATLAB命令窗口中直接输入文件名diamond回车，即可得运行结果。 MATLAB和大多数计算机语言一样，提供了设计程序所必须的程序结构，即顺序结构、循环结构和分支结构。 在MATLAB中，循环结构由for-end循环语句和while-end循环语句实现，分支结构由if-end语句和switch-case-end实现。 例10-3：绘制函数 的图像。 10.1.3 MATLAB图像处理功能 MATLAB丰富的图像处理函数 图像文件输入、输出、显示：imread imwrite subplot 计算图像的傅立叶变换FFT及逆变换IFFT ：fft2 ifft2 计算图像的离散余弦变换DCT及逆变换IDCT：dct2 idct2 计算图像的小波变换DWT及逆变换IDWT：dwt2 idwt2 常用的函数简介 (1) 函数名: uint8 格式: uint8 (A); 功能:将数据A转换为8位无符号整数类型数据 例如： watermarked_image_uint8=uint8(watermarked_image_round); (2) 函数名: double 格式: double(A); 功能: 将数据A转换为64位双精度浮点类型数据 例: double(imread(lena.bmp)); (3) 函数名: imread 格式:imread(‘文件名’，文件格式) 功能: 读取图像文件数据 例: Z=imread(lena.bmp) 其功能为将文件格式为bmp的图像文件lena.bmp图像数据读取出来，并作为无符号8位整型数据（unit8）放入二维数组变量Z中。 (4) 函数名: imwrite 格式: imwrite (A，‘文件名’，文件格式) 功能:保存图像文