| 内容简介: 9 F: N0 ?& G8 f! L 本书从实际应用的角度出发,以大量的案例详细介绍了MATLAB环境下的统计分析与应用。本书主要内容包括:利用MATLAB制作统计报告或统计报表;从文件中读取数据到MATLAB;从MATLAB中导出数据到文件;数据的平滑处理、标准化变换和极差归一化变换;生成一元和多元分布随机数;参数估计与假设检验;Copula理论及应用实例;方差分析;基于回归分析的数据拟合;聚类分析;判别分析;主成分分析;因子分析;图像处理中的统计应用等。$ }( P9 B$ g1 @" [4 e8 h 本书可以作为高等院校本科生、研究生的统计学相关课程的辅导教材或教学参考书,也可作为从事数据分析与数据管理的研究人员的参考用书。* }8 w1 r! V8 n 前 言: n _6 V1 ?( h9 f: F( L MATLAB、SAS、Spss、Splus、R语言等软件都可用作统计计算与分析,在这些软件中,MATLAB的功能无疑是最强大的,它有“草稿纸式”的编程语言,还有包罗万象的工具箱,用起来非常容易上手,用户不仅可以调用其内部函数作“傻瓜式”的计算,还可以根据自己的算法进行扩展编程。可以说,它就是计算软件中的“航空母舰”。试问读者朋友们,你们是想拥有一艘普通的“战舰”,还是想拥有一艘无所不能的“航空母舰”呢? . \% ^* F. S* ?6 \7 d 在我们的生活中,统计无处不在,大到国家的国计民生,小到个人的生活起居,无不与统计息息相关,与统计有关的论著也如春日繁花,种类繁多。就目前情况来看,市面上有关统计与MATLAB结合的论著并不多见,并且大多只是MATLAB统计工具箱的英文翻译,或者在概率论与数理统计的教材里加了一些MATLAB代码,它们普遍存在的问题就是缺乏具体的案例分析,并且在统计的应用方面缺乏创新。本书仅以较少篇幅介绍MATLAB统计工具箱函数的调用方法,将通过大量的案例分析介绍MATLAB在统计方面的应用。本书内容分12章,另有2个附录,共涉及39个大的案例,其中有些大案例下还包含了一些小的案例。本书章节是这样安排的:第1章,利用MATLAB生成Word和Excel文档;第2章,数据的导入与导出;第3章,数据的预处理;第4章,生成随机数;第5章,参数估计与假设检验;第6章,Copula理论及应用实例;第7章,方差分析;第8章,数据拟合;第9章,聚类分析;第10章,判别分析;第11章,主成分分析;第12章,因子分析;附录A,图像处理中的统计应用案例;附录B,MATLAB统计工具箱函数大全。其中利用MATLAB与Word和Excel接口技术生成Word和Excel文档属作者原创性成果,利用这一技术可以很方便的生成各种统计报告或统计报表。另外本书还涉及5个基于统计方法的图像处理案例,包括从图像资料中提取绘图数据并进行曲线拟合,灰度图像和真彩图像的分割,从固定背景视频中识别运动目标,手写体数字识别,图像压缩等。这些都是传统统计软件所不能解决的问题,也是传统教材没有涉及的问题。 目录:& x# L% I4 |/ Z. E i) Y 第1章 利用MATLAB生成WORD和EXCEL文档 1.1 组件对象模型(COM) 1.1.1 什么是COM% P8 l( u7 O. R* x" e 1.1.2 COM接口 1.2 MATLAB中的ACTIVEX控件接口技术 1.2.1 actxcontrol函数 1.2.2 actxcontrollist函数 1.2.3 actxcontrolselect函数& d2 d0 R* G; @. r6 c- \ 1.2.4 actxserver函数 1.2.5 利用MATLAB调用COM对象 1.2.6 调用actxserver函数创建组件服务器/ ?% D' @; `) A' q 1.3 案例1:利用MATLAB生成WORD文档 1.3.1 调用actxserver函数创建MicrosoftWord服务器. s- f5 e+ @/ E" P 1.3.2 建立Word文本文档" S% |+ L) M+ ]! H ^; w 1.3.3 插入表格 1.3.4 插入图片 1.3.5 保存文档 1.3.6 完整代码 1.4 案例2:利用MATLAB生成EXCEL文档- ]! T* |) \6 `+ R! R, K3 ^ 1.4.1 调用actxserver函数创建MicrosoftExcel服务器, t! j+ _# n0 r' M% L 1.4.2 新建Excel工作簿7 p* C6 }( w2 y- |) U, E+ t 1.4.3 获取工作表对象句柄1 J+ q4 b N- w 1.4.4 插入、复制、删除、移动和重命名工作表# Z! N/ m* ~( e 1.4.5 页面设置: E& P( d& ~. _5 r1 ]+ ?. F+ j! c5 _ 1.4.6 选取工作表区域- y9 v2 G7 r' s; _& }+ G( a 1.4.7 设置行高和列宽% T$ S1 t5 z9 y6 q 1.4.8 合并单元格' r! m$ o) r3 Q ]7 L) @* @ 1.4.9 边框设置: `( Y2 z3 e7 r2 w# ^3 P% ^ 1.4.10 设置单元格对齐方式- W* d# E% c3 t 1.4.11 写入单元格内容 1.4.12 插入图片 1.4.13 保存工作簿' n( j( V, W# O5 `+ p 1.4.14 完整代码+ V2 v+ _2 A9 |6 V 第2章 数据的导入与导出' v+ Z; |* m* \) [* C$ L. c6 ^+ F 2.1 案例3:从TXT文件中读取数据/ d9 _5 I9 O1 K4 r; ^% T 2.1.1 利用数据导入向导导入TXT文件+ K, M' y! {* P0 b! O0 y) V+ q 2.1.2 调用高级函数读取数据 2.1.3 调用低级函数读取数据8 K2 Z4 W3 K% X5 k$ Z' w 2.2 案例4:把数据写入TXT文件) [) u5 S% d' |' i3 R 2.2.1 调用dlmread函数写入数据 2.2.2 调用fprintf函数写入数据2 l* u! U9 U; G, C L- l 2.3 案例5:从EXCEL文件中读取数据 2.3.1 利用数据导入向导导入Excel文件 2.3.2 调用xlsread函数读取数据 2.4 案例6:把数据写入EXCEL文件0 p; f! l' [6 A G9 F 第3章 数据的预处理 3.1 案例7:数据的平滑处理$ |! l$ Z8 J) ~- m 3.1.1 smooth函数 3.1.2 smoothts函数 x1 `2 \: S( |% X1 ?4 A) ] 3.1.3 medfilt1函数2 k4 J3 D+ f# a7 M 3.2 案例8:数据的标准化变换 3.2.1 标准化变换公式 3.2.2 标准化变换的MATLAB实现( _( X6 i1 x: g/ o' n0 U0 c 3.3 案例9:数据的极差归一化变换" ~; a6 H2 t! G7 i9 p 3.3.1 极差归一化变换公式$ P( t& h4 f" f% B+ j3 g3 d 3.3.2 极差归一化变换的MATLAB实现. n5 @8 _) }/ t c 0 h$ f5 Q2 `, [9 ?1 M 第4章 生成随机数 4.1 案例10:生成一元分布随机数2 s( l' a9 l; Z! p" Y: Z 4.1.1 均匀分布随机数和标准正态分布随机数 4.1.2 RandStream类2 Y# j( _. [1 A- b$ ~( [ 4.1.3 常见一元分布随机数 4.1.4 任意一元分布随机数 4.2 案例11:生成多元分布随机数 4.3 案例12:蒙特卡洛方法6 y% {' b0 d, d# h2 {6 K9 `3 R) G 4.3.1 有趣的蒙提霍尔问题 4.3.2 抽球问题的蒙特卡洛模拟- ]3 ^# O* M! t; z- h 4.3.3 用蒙特卡洛方法求圆周率4 \* T, h6 k2 B! u' T! H9 p7 b 4.3.4 用蒙特卡洛方法求积分, D) M) I. m5 Q& t0 `% d5 |# z3 ] 4.3.5 街头骗局揭秘 % o6 G. [9 Y2 R 第5章 参数估计与假设检验5 h4 P7 ?* k: U+ q4 q7 a 5.1 案例13:常见分布的参数估计 5.2 案例14:正态总体参数的检验9 o- A B7 q' J( K- R: P/ Q 5.2.1 总体标准差已知时的单个正态总体均值的检验" v& ]0 O6 G! _: a! d9 X, W 5.2.2 总体标准差未知时的单个正态总体均值的检验 5.2.3 总体标准差未知时的两个正态总体均值的比较检验 5.2.4 总体均值未知时的单个正态总体方差的检验 5.2.5 总体均值未知时的两个正态总体方差的比较检验 5.3 案例15:分布的拟合与检验) X5 ]3 T& }8 a& o4 ^: B _ 5.3.1 案例描述 5.3.2 描述性统计量 5.3.3 统计图* J& p- T" n, [% |; \ 5.3.4 分布的检验 5.3.5 最终的结论 5.4 案例16:核密度估计 5.4.1 经验密度函数, v4 B# W3 E: V5 s% W8 |) X! d 5.4.2 核密度估计3 Y! M& A! J0 i% g" S' D+ l0 O/ a& M 5.4.3 核密度估计的MATLAB实现/ h7 j5 j8 g `" l: g/ A 5.4.4 核密度估计的案例分析 第6章 COPULA理论及应用实例+ ~. A# x! K& H2 _5 [: L i( c 6.1 COPULA函数的定义与基本性质+ s$ y+ K' L( Z" s 6.1.1 二元Copula函数的定义及性质 6.1.2 多元Copula函数的定义及性质 6.2 常用的COPULA函数- y5 t" E( i1 z/ R: p4 H" H& `( e 6.2.1 正态Copula函数 6.2.2 t-Copula函数 6.2.3 阿基米德copula函数 6.3 COPULA函数与相关性度量4 U( ?: A; N4 o" Z 6.3.1 Pearson线性相关系数6 b* P9 n" I3 F3 g$ _: T D 6.3.2 Kendall秩相关系数% Z/ H! R1 g& y# ]/ s0 \! P 6.3.3 Spearman秩相关系数% u( r4 _/ {, ?9 o$ m8 w 6.3.4 尾部相关系数& [7 j+ j0 N9 V" M- r 6.3.5 基于Copula函数的相关性度量 6.3.6 基于常用二元Copula函数的相关性度量 6.4 案例17:沪深股市日收益率的二元COPULA模型 6.4.1 案例描述4 a7 v3 z/ o7 T; p4 s 6.4.2 确定边缘分布 6.4.3 选取适当的Copula函数4 G7 L' [( i% f( b4 J 6.4.4 参数估计 6.4.5 与Copula有关的MATLAB函数. N: u6 n! ~5 }) {9 s 6.4.6 案例的计算与分析6 Y4 b- E! u6 O, T& R+ _; _8 V0 T$ d + y0 @ b: j! ^ 第7章 方差分析) b B, m9 w7 m7 }+ P d% B 7.1 案例18:单因素一元方差分析 7.1.1 单因素一元方差分析的MATLAB实现 7.1.2 案例分析 7.2 案例19:双因素一元方差分析 7.2.1 双因素一元方差分析的MATLAB实现 7.2.2 案例分析' ~/ M& l* D8 f! H* | 7.3 案例20:多因素一元方差分析 7.3.1 多因素一元方差分析的MATLAB实现 7.3.2 案例分析一 7.3.3 案例分析二 7.4 案例21:单因素多元方差分析 7.4.1 单因素多元方差分析的MATLAB实现 7.4.2 案例分析9 B; c1 M5 _. k; ^) M 7.5 案例22:非参数方差分析 7.5.1 非参数方差分析的MATLAB实现0 q' A# W8 ~2 N6 b 7.5.2 Kruskal-Wallis检验的案例分析1 j3 Q4 k5 a: u/ Y$ M. D 7.5.3 Friedman检验的案例分析 第8章 数据拟合4 U7 r8 w% B( y% a5 Q; G' W 8.1 案例23:一元线性回归分析+ b1 `! \7 m N* H, Z- O$ d 8.1.1 数据的散点图3 Z- X6 e$ A1 e: h) o' X( R 8.1.2 调用regress函数作一元线性回归分析 8.1.3 调用regstats函数作一元线性回归分析* c* N( }/ n }$ `3 x. f, d/ z- h 8.1.4 调用robustfit函数作稳健回归 8.2 案例24:一元非线性回归分析; m+ ~2 J, g3 h/ i 8.2.1 数据的散点图 8.2.2 调用nlinfit函数作一元非线性回归分析8 R. t6 b9 e3 C. P& B; M" U 8.2.3 利用曲线拟合工具cftool作一元非线性拟合 8.3 案例25:多重回归分析/ s# y: J/ V/ b) }; x! e) d 8.3.1 调用自编reglm函数作多重回归分析: f( [: h" a) q4 T6 k$ y 8.3.2 调用stepwise函数作逐步回归 Z. y- G/ S9 r0 _ 第9章 聚类分析/ t* W% w# N* k 9.1 聚类分析简介. h3 M1 M- @$ N7 G# b* {+ X( i 9.1.1 距离和相似系数 9.1.2 系统聚类法6 ?, t9 G: p p% K6 {4 v 9.1.3 K均值聚类法 9.1.4 模糊C均值聚类法 9.2 案例26:系统聚类法的案例分析' p& {9 _ d8 S* B# \+ [$ r 9.2.1 系统聚类法的MATLAB函数! r; j- C, L& ~* l, } 9.2.2 样品聚类案例 9.2.3 变量聚类案例 9.3 案例27:K均值聚类法的案例分析 9.3.1 K均值聚类法的MATLAB函数 9.3.2 K均值聚类法案例 9.4 案例28:模糊C均值聚类法的案例分析 9.4.1 模糊C均值聚类法的MATLAB函数5 V, o0 Y* U4 f, U# R' F0 K 9.4.2 模糊C均值聚类法案例 7 R1 C0 o. ?3 w- F' N! o- b, y4 c 第10章 判别分析 10.1 判别分析简介6 ?0 M- U4 q- y# n. P 10.1.1 距离判别& J) n$ R7 ~# u. J4 n+ L' Q 10.1.2 贝叶斯判别# g" V' y2 `9 Q5 k4 y/ l4 e 10.1.3 Fisher判别4 t) Q% T3 r7 T 10.2 案例29:距离判别法的案例分析 10.2.1 classify函数* D5 q; |* ]0 s. }* @# s/ W 10.2.2 案例分析 10.3 案例30:贝叶斯判别法的案例分析 10.3.1 NaiveBayes类# I5 P) [2 n7 a5 H 10.3.2 案例分析/ ~. S. H1 _+ Y# ^" E 10.4 案例31:FISHER判别法的案例分析0 ~2 N2 B* S G! i0 ^# y 10.4.1 Fisher判别分析的MATLAB实现3 a. W* l# b* w# e! ^ T5 e 10.4.2 案例分析/ i" @$ x9 _; t* h% r, I, Y/ i 第11章 主成分分析 11.1 主成分分析简介 11.1.1 主成分分析的几何意义* C* h6 n( v( O/ ]' m3 U$ M$ T 11.1.2 总体的主成分, X$ N- y* z# X% T: U' R! I4 w 11.1.3 样本的主成分 11.1.4 关于主成分表达式的两点说明 11.2 主成分分析的MATLAB函数5 P/ n/ Q3 J9 s" l 11.2.1 pcacov函数6 m, |! J0 O. i$ ~! k" f 11.2.2 princomp函数 11.2.3 pcares函数 11.3 案例32:从协方差矩阵或相关系数矩阵出发求解主成分: I' D* S$ Z1 B8 o 11.3.1 调用pcacov函数作主成分分析7 A9 C/ p7 w# W& c1 i, ^ 11.3.2 结果分析. T+ j4 T4 f9 P1 @3 P 11.4 案例33:从样本观测值矩阵出发求解主成分 11.4.1 调用princomp函数作主成分分析/ I3 z9 V. d# O' M! ] 11.4.2 结果分析 11.4.3 调用pcares函数重建观测数据% n' { ~3 ^- d* m9 `* }0 K 0 [6 R# `' h. L4 O9 {+ T2 Y C1 F- e- U 第12章 因子分析. b3 a+ p% f# z5 N* r, D 12.1 因子分析简介5 b, I v" _5 N& ]; D 12.1.1 基本因子分析模型 12.1.2 因子模型的基本性质 12.1.3 因子载荷阵和特殊方差阵的估计, w- S3 E% B! `( |4 G4 r 12.1.4 因子旋转 12.1.5 因子得分: _2 N" x! J9 D- G# l 12.1.6 因子分析中的Heywood现象 12.2 因子分析的MATLAB函数+ d2 o" J8 W4 Y+ S9 X 12.3 案例34:基于协方差矩阵或相关系数矩阵的因子分析0 U7 S0 m; |9 k" t+ N3 c* r8 _ 12.4 案例35:基于样本观测值矩阵的因子分析1 h% w& K# ^; ^ 12.4.1 读取数据 12.4.2 调用factoran函数作因子分析3 V$ q& q5 [" l: ~3 n+ G2 c# S 附录A 图像处理中的统计应用案例 案例36:基于图像资料的数据重建与拟合 1.1.1 案例描述' m0 Z3 b0 S# I" o 1.1.2 重建图像数据 1.1.3 曲线拟合 案例37:基于K均值聚类的图像分割 D- L' Z; e/ W. e! p1 _ 1.2.1 灰度图像分割案例7 F3 z7 ~: k6 `9 A( t 1.2.2 真彩图像分割案例# X" O3 n4 N# y- s' D 案例38:基于中位数算法的运动目标检测0 j8 M0 g0 [: x( b" } 1.3.1 案例描述9 F+ Q' N% S: ^4 s3 D& _" y0 v' ` 1.3.2 中位数算法原理 1.3.3 本案例的MATLAB实现一 1.3.4 本案例的MATLAB实现二 案例39:基于贝叶斯判别的手写体数字识别 1.4.1 样本图片的预处理% v* @& P& y9 Y. M* y* i) S0 ^$ d# {4 P% W 1.4.2 创建朴素贝叶斯分类器对象6 c4 m. R, S3 f/ x 1.4.3 判别效果 案例40:基于主成分分析的图像压缩与重建 1.5.1 基于主成分分析的图像压缩与重建原理 1.5.2 图像压缩与重建的MATLAB实现0 ] N$ H& s- |* N3 x+ \ 附录B MATLAB统计工具箱函数大全. O7 y: @) ~7 W. o3 e6 O, y
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