《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》结合光学类课程的特点，主要介绍MATLAB在“光学原理”、“信息光学”、“光电图像处理”等课程中的应用.本书在结构上包括三个部分，共6章.第一部分为语言篇，包括第1章和第2章，是MATLAB基础部分，主要介绍MATLAB语言的基本语法、计算功能、编程基本方法和绘图功能.第二部分为应用篇，包括第3~5章，讲述MATLAB在光学类课程中的应用.其中，第3章介绍了MATLAB在光学原理课程中的应用；第4章介绍了MATLAB在信息光学课程中的应用；第5章介绍了MATLAB在光电图像处理课程中的应用.第三部分为课程设计综合实例，包括第6章，演示了光学实践教学中MATLAB系统仿真的应用。 rH & ^SNc
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 i8EMjLBUR
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 3VcG
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第一部分 语言篇 v k<By R
第1章MATLAB语言概述3 TqzkF7;k4
1.1MATLAB简介3 U@i+XZc"S
1.1.1MATLAB的发展历程3
rq+E"Uj ?
1.1.2MATLAB的主要特点3 ]G&d`DNV
1.2MATLAB的系统组成4 [NyR$yD{
1.2.1MATLAB开发环境4 s,lrw~17
1.2.2MATLAB数学函数库5 #W* 5=C f
1.2.3MATLAB语言5 & [4 Gv61
1.2.4MATLAB图形处理系统5 J6=*F;x6E
1.2.5MATLAB程序接口5 E{1O<qO<
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ;}1*M !
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 8NA2C.gOZ
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 cgml^k\k^
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 >P/.X^G 0
1.4.1菜单和工具栏9 V"k * PLt
1.4.2命令行窗口10 >e'6RZRLA
1.4.3工作区11 W}XDzR'<
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 "1WwSh}Z
1.5.1帮助窗口11 ..;}EFw5
1.5.2帮助命令12 ':6`M
1.5.3演示系统（Demos）13 ^vfp;
1.5.4帮助系统导航浏览器13 y/Paq^Hd
1.5.5远程帮助系统14 W(Xb]t=19
1.6MATLAB的基本操作命令14 E2+O-;VN
1.6.1通用命令和编辑键14 #]cO]
I
1.6.2文件管理15 8<{)|GoqB
1.7MATLAB使用初步16 ~ *ST fyFw
习题16 r3{Cu z
第2章MATLAB的基本语法17 tg.[.v Ks
2.1数据类型17 {OH "d
2.1.1数值类型17 Fe{lM'
8
2.1.2字符串17 ^ yyL4{/
2.1.3逻辑类型19 qwoF4_VN
2.1.4元胞数组20 s< h]2W
2.1.5构架数组21 JPR o<jt=
2.1.6函数句柄（function）21 <My4 )3
2.2变量22 <y7nGXzLK
2.2.1变量命名的规则22 )E;B'^RVR
2.2.2变量的赋值22 F4 `ud; 1H
2.2.3MATLAB变量的显示23 fX^ <H_1$G
2.2.4MATLAB变量的存取24 Gx,<|v
2.3数组及向量运算24 e5W 8YNA
2.3.1数组和向量的创建24 x2%xrlv<J/
2.3.2数组的寻址27 Py_yIwQqg
2.3.3数组的运算27 n c4KeEl
2.3.4向量运算29 )O;6S$z9Y
2.4矩阵及其运算30 8Q d *OO
2.4.1矩阵的创建30 R6v~Sy&n!
2.4.2矩阵的运算31 Bi:%}8STH
2.4.3矩阵的常用函数运算33 #Ie/|
2.5多项式及其运算34 "}fJ 2G3
2.5.1多项式的构造34 EhB0w; c
2.5.2多项式的运算34 `n)e]
dn
2.5.3多项式拟合36 %{I b
2.6符号运算37 (_1(<Jw
2.6.1基本符号对象37 v P;
2.6.2符号表达式38 AAuH}W>n
2.6.3符号表达式的运算38 rvfS[@>v
2.6.4常用的符号运算39 R2,Z`I
2.7MATLAB绘图40 w=JO $7
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 PuO5@SP~
2.7.2二维绘图41 %wil'
2.7.3图形修饰43 W2yNwB+{
2.7.4三维绘图46 )d(F]uV:y
2.7.5特殊图形48 ?gYQE&M !
2.7.6四维图形50 Z{XF!pS%H
2.8MATLAB程序设计51 Wz{,N07Q#{
2.8.1M文件编辑器51 N_L ~oX _
2.8.2命令文件53 n4Xh}KtH
2.8.3函数文件53 `
ES-LLhVf
2.8.4M文件的规则54 GW{e"b/x
2.8.5全局变量与局部变量54 `-Y8T\
2.8.6程序流控制55 8=TM _
2.8.7程序设计举例58 9 4.|l
2.8.8程序设计的基本原则60 C}jFR] x)
习题60 :#nfdvqm
参考文献62 [Z]%jABR
y$$|_
l@
第二部分 应用篇 -qyhg-k6
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 /dI8o
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 tEuVn 5
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 l y9tI-E
3.1.2电矢量垂直入射面66 ^ruz-N^Y!
3.1.3菲涅耳公式66 \RT3#X+
3.2光的干涉68 7H])2:)
3.2.1波的叠加原理68 *(g 0{V
3.2.2光波的干涉71 {Qba`lOkq
3.2.3杨氏干涉实验71 E %%iVFPX
3.2.4牛顿环74 E[NszM[P
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 tNvjwgV\
3.3光的衍射79 >BWe"{ ;
3.3.1光的衍射现象79 0<FT=tKm
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 tqD=)0Uzs
3.3.3光栅衍射83 :l U#Dm]
3.4光的偏振84 R :*1Y\o(
3.4.1光波的偏振态84 `(uN_zvH
3.4.2光波的偏振态的仿真85 u u $Jwn!S
3.5平行光束通过透镜聚焦87 9 y}/ G
3.5.1平凸透镜光线追迹87 XOL_vS24
参考文献90 yz7Fe
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 'ws@I?! r
4.1信息光学函数91 .k -!/ ^
4.1.1矩形函数91 Egt !N
4.1.2阶跃函数93 Cu! S|Xj.
4.1.3符号函数94 ]P*H,&I`#
4.1.4sinc函数94 j4wsDtmAU
4.1.5高斯函数95 #EA` |
4.2傅里叶变换97 5fq 4[a
4.3卷积定理99 M{t/B-'4
4.4傅里叶透镜的仿真101 IOddu2.(
4.5计算全息103 K%.t%)A_3
4.5.1全息透镜103 gq ~K(Q<O<
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 q Tz5P
参考文献107 yZ-Ql1 1
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 eGW
h]%
5.1图像及数字图像简介108 $9@3dM*E?Z
5.1.1索引图像108 &3Ry0?RET
5.1.2RGB图像109 e}NB ,o
5.1.3二值图像109 #Xk/<It
5.1.4灰度图像109 l0r^LK$
5.2数字图像的读取、显示及输出110 2)Q%lEm`SP
5.2.1图像的读取110 eIj2(q9
5.2.2图像的显示110 ]tNB^
5.2.3图像的输出112 cwE ?+vB
5.2.4添加颜色条112 /%F 5u}eW
5.3图像类型的转化113 XMF#l]P
5.3.1dither函数113 ?aQVaw&L!7
5.3.2gray2ind函数114 bg2r
5.3.3im2bw函数115 P N(<=v&E
5.3.4rgb2gray函数116 UNA!v zOb
5.3.5rgb2ind函数116 -I:L6ft8
5.4图像的代数操作117 x<5;#
5.4.1图像的相加117 7O~hA *Z
5.4.2图像的相减119 A
|P
wm`
5.4.3图像的相乘121 =)%~QK {Y
5.4.4图像的相除121 qFp]jbU
5.5图像的对比度增强123 734H{,~
5.5.1线性变换123 )`#SMLMy~
5.5.2非线性变换123 mUfANlQ:
5.6图像的锐化124 IN@ =UAc&
5.6.1边界提取和锐化124 ] u\-_PP
5.6.2锐化滤波器125 ;ykX]5jGh
5.7图像的边缘检测127 h^f?rWD:nz
5.7.1边缘检测算子127 Ow {NI-^K
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 #[]B:
n6
5.8基于灰度的图像分割131 0? ''v>%
5.9图像的膨胀与腐蚀134 &23{(]eO
5.9.1膨胀和腐蚀134 qgxGq(6 K
5.9.2结构元素134 ~3$:C#"Dl
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 $e%m=@ga
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ^V"0 8
参考文献136 0K N'\KE
c^~R %Bx
第三部分 实例篇 dF^`6-K1
第6章课程设计综合实例139 L,3%}_
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 1`9'.w +r
6.1.1设计目的139 loD:4e1
6.1.2设计任务及具体要求139 Y+C6+I<3
6.1.3基本原理概述139 N p? / r}
6.1.4设计方案及验证140 yW;]J8 7*
参考文献148 } DjbVYH
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 >L^ 2Z*
6.2.1设计目的148 qdZo
cTf'
6.2.2设计任务及要求148 Sr-!-eC
6.2.3设计原理概述149 # "TL *p
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 `L"l{^ cH
参考文献154 (wp?tMN5#
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 gFxa UrZA
6.3.1设计目的154 Cp]q>lM"
6.3.2设计任务及要求155 T*#< p;
6.3.3设计原理概述155 ~g &Gi)je
6.3.4MATLAB仿真实现155 -V52?Hq
参考文献160 \; zix(N[5
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 Gu%}B@ 4^
6.4.1设计目的161 ;h4w<OqcM
6.4.2设计任务及要求161 4K! @9+Mz
6.4.3设计原理概述161 *KPNWY9!W
6.4.4设计实现163 `%.x0~ ih
参考文献169 Bz6Zy)&sAL
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 H?j}!JzAC
6.5.1设计目的169 AA K}t6
6.5.2设计任务及要求169 t8 B==%
6.5.3设计原理概述169 gX]'RBTb
6.5.4设计实现171 74a >}+"
参考文献178 5dhT?/qvc
6.6基于MATLAB的相关识别178 T] ?QCf
6.6.1设计目的178 k5)e7L b(
6.6.2设计任务及要求178 v H vwH
6.6.3设计原理概述178 bdr !|WZ
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 WQ1*)h8,9
参考文献183 {pEbi)CF,}
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 1{bsh?zd
6.7.1设计目的183 vU,
]UJ}
6.7.2设计任务及要求183 u )KtvC!
6.7.3设计原理概述183 si|b>R&Z
6.7.4设计实现185 +7b V
参考文献187 S ) *!j I
6.8基于MATLAB的激光束合成187 g}'(V>(
6.8.1设计目的187 1ogh8%
6.8.2设计任务及要求188 [X=Ot#?u ~
6.8.3设计原理概述188 -_ ~T;cj6
6.8.4设计实现188 Z sbE
参考文献193 ' Y.s}Duj
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 44_CT?t<
6.9.1设计目的194 f*ZIBTb 9
6.9.2设计任务及要求194 ahm@ +/2
6.9.3设计原理概述194 wQ/FJoB
6.9.4设计实现197 /(skIvE |
参考文献200 D[ R<H((
6.10基于MATLAB的人脸识别200 UP |#WegO
6.10.1设计目的200 [<7Vv_\Q
6.10.2设计任务及具体要求201 +# R<emW
6.10.3基本原理概述201 U)gr C8 C
6.10.4设计方案及验证201 U^{'"x+
6.10.5结论208 -4'yC_8t
参考文献208
