1.5 MATLAB的工具箱

MATLAB的一个重要特色就是它具有一套程序扩展系统和一组称为工具箱（Toolbox）的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB的关键部分，它是MATLAB强大功能得以实现的载体和手段，是对MATLAB基本功能的重要扩充。

MATLAB每年都会增加一些新的工具箱，要么提供新的工具箱或实用工具，要么对原有工具箱的性能进行改进。因此，在一般情况下，工具箱的列表不是固定不变的，有关MATLAB工具箱的最新信息可以在http://www．mathworks．com/products中看到。

MATLAB有30多个工具箱，大致可分为两类：功能型工具箱和领域型工具箱：

（1）功能型工具箱主要用来扩充MATLAB的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能，能用于多种学科。

（2）领域型工具箱专业性很强，是针对某个专业的常用算法做成的函数包，如控制系统工具箱（Control System Toolbox）、信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）、金融工具箱（Financial Toolbox）等。

运行MATLAB后，选择“Start”→“Toolboxes”，便会看到按字母顺序列出的MATLAB工具箱。

下面简要介绍图像处理相关的工具箱及其主要特点。

1.图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）

此工具箱提供了200多个用于图像处理和分析的函数，与MATLAB的数据分析、算法开发和数据可视化环境集成在一起，大大缩短了算法编程的时间，而把大部分时间用于图像问题的分析处理上。其主要功能如下：

● 线性滤波及滤波器设计；

● 图像分析，包括像素、区域和统计特征等；

● 图像增强和噪声去除；

● 交互的控制点选择GUI；

● 空间变换、图像配准；

● 图像变换（FFT、DCT、任意变换）；

● 相邻区和块的处理；

● 多维图像处理；

● DICOM输入输出；

● 色彩空间的转换、色图操作、图像类型转换。

2.图像获取工具箱（Image Acquisition Toolbox）

该工具箱扩展MATLAB的强大科学计算能力，允许直接在MATLAB环境下通过工业标准硬件设备获取图像和视频信号。通过该工具箱，可以直接将MATLAB环境同图像采集设备连接起来，预览图像，采集数据，并且利用MATLAB提供的强大数学分析功能完成图形图像的处理。其主要功能如下：

● 现场视频和图像信号的获取；

● 支持标准模拟、数字图像采集设备；

● 支持Windows兼容的视频采集设备；

● 现场视频信号预览；

● 允许单帧或者连续的数据采集与分析；

● 支持多种图像制式；

● 允许同步采集和处理。

3.信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）

该工具箱建立在滤波器设计及谱分析的坚实基础上，包含了一系列强大的工具以利于算法的开发、信号及线性系统分析、多速率信号处理、滤波器设计及分析。其主要功能如下：

● 大量的信号和线性系统模型；

● 数字及模拟滤波器设计、分析及实现；

● FFT、DCT、Hilbert及其他变换；

● 统计信号处理；

● 用统计方法进行时间序列建模及谱估计；

● 多速率信号处理，诸如数字信号和各种采样速率的信号；

● 波形生成、窗口生成；

● 面向对象的数字滤波器和窗口对象；

● 集成的图形界面用于滤波器设计、分析、谱分析及信号的可视化测量。

4.小波工具箱（Wavelet Toolbox）

该工具箱提供了研究局部、多尺度和非平稳现象的综合工具。对于任何应用到傅里叶变换技术的领域，小波方法揭示了更多的内部特性，可用于大多数信号处理系统，包括语音处理、通信、地球物理、财务和医学等学科。

其主要功能如下：

● 完整的GUI和命令行功能，用于分析、综合、去噪、压缩信号和图像；

● 小波和信号处理工具集，其中包括实现从尺度到频率变换的函数；

● 连续小波变换，用于多尺度信号分析；

● 离散小波变换（DWT），对信号和图像进行分析和综合；

● 分解和分析多分辨率信号和图像；

● 丰富的小波基本函数可供选择，包含若干边界修正方法，也可添加自定义小波基；

● 信号和图像的小波包变换

● 基于熵值的小波包树剪裁，用于“最佳树”和“最佳尺度”分析。