《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。 -|A`+1-R+
《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。 La'XJ|>V
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。 u IGeSd5B
.:=G=v=1
第一部分 语言篇 J PK( S~
第1章MATLAB语言概述3 iqP MCOPZ
1.1MATLAB简介3 "_
i:
1.1.1MATLAB的发展历程3 ^8e u+E.{
1.1.2MATLAB的主要特点3 E#m|Sq
1.2MATLAB的系统组成4 }&O}t{gS*
1.2.1MATLAB开发环境4 a$ FO5%o
1.2.2MATLAB数学函数库5 `8D} \w<eI
1.2.3MATLAB语言5 %gE*x
#
1.2.4MATLAB图形处理系统5 z<9wh2*M
1.2.5MATLAB程序接口5 U0X? ~ 1
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 w4e(p 3
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 %ryYa
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 7awh__@
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 q t!0 #z8
1.4.1菜单和工具栏9 ]3i QpL
1.4.2命令行窗口10 :N
~A7@
1.4.3工作区11 @is !VzE
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 R9`37(c9+
1.5.1帮助窗口11 R-V 4Ju[:
1.5.2帮助命令12 B78e*nNS#2
1.5.3演示系统（Demos）13 {gwJ>]z"e
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ~y.t amNW
1.5.5远程帮助系统14 =7212('F
1.6MATLAB的基本操作命令14 V 0M&D,
1.6.1通用命令和编辑键14 s/0S]P]}f
1.6.2文件管理15 J-wF2*0r<
1.7MATLAB使用初步16 8\ { 1y:|
习题16 ?(d<n
第2章MATLAB的基本语法17 xaG( 3
2.1数据类型17 1Vy8TV3D
2.1.1数值类型17 yz7 X7mAo
2.1.2字符串17 QpZ CU]
2.1.3逻辑类型19 7)#8p @Q
2.1.4元胞数组20 =AIeYUh
2.1.5构架数组21 yd m2'aV
2.1.6函数句柄（function）21 `8sC>)lrwu
2.2变量22 EAPjQA -B?
2.2.1变量命名的规则22 $"[5]{'J
2.2.2变量的赋值22 `!A<XiAOmM
2.2.3MATLAB变量的显示23 lr L:v~g
2.2.4MATLAB变量的存取24 l" P3lKS
2.3数组及向量运算24 "|KhqV=?v
2.3.1数组和向量的创建24 /\0g)B;]
2.3.2数组的寻址27 :[C"}m R1
2.3.3数组的运算27 ' V#$P Zx
2.3.4向量运算29 F2:nL`]b[
2.4矩阵及其运算30 Cl>{vS N
2.4.1矩阵的创建30 ]w;!x7bU(
2.4.2矩阵的运算31 P ")1_!
2.4.3矩阵的常用函数运算33 o/ ~Rf1
2.5多项式及其运算34 'BO MFp 7c
2.5.1多项式的构造34 1HS43!
2.5.2多项式的运算34 8%Eau wAx
2.5.3多项式拟合36 ^ 9`O
^
2.6符号运算37 wX Kg^%t\
2.6.1基本符号对象37 :'0.
2.6.2符号表达式38 s i=m5$V
2.6.3符号表达式的运算38 2{;~Bg d
2.6.4常用的符号运算39 DO{Lj# @
2.7MATLAB绘图40 O=;}VZ<9
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 SW WeN#Q
2.7.2二维绘图41 0 F-db
2.7.3图形修饰43 A$o7<Hx
2.7.4三维绘图46 fDD^?/^
2.7.5特殊图形48 p38RgEf
2.7.6四维图形50 9T;DF UM
2.8MATLAB程序设计51 {
d |lN:B
2.8.1M文件编辑器51 >o,l/# z
2.8.2命令文件53 =Hf`yH\#
2.8.3函数文件53 ' |Ia-RbX
2.8.4M文件的规则54 N,ysv/zq7
2.8.5全局变量与局部变量54 @b{I0+li"/
2.8.6程序流控制55 O'[r,|Q{
2.8.7程序设计举例58 :F`-<x/
2.8.8程序设计的基本原则60 tx _h1[qi
习题60 T6M=BkcP
参考文献62 #L`'<ge'g*
$;VY`n
第二部分 应用篇 .hV B)@/
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 n>k 1 D
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 w gU2q|
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ,LftQ1*;
3.1.2电矢量垂直入射面66 6O\a\z
3.1.3菲涅耳公式66 ZBsV
3.2光的干涉68 (t_%8Eu
3.2.1波的叠加原理68 ={[9kR i
3.2.2光波的干涉71 Q.i_?a
3.2.3杨氏干涉实验71 q) Qg'l^f
3.2.4牛顿环74 ;%B:1Z
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Z%$ tV3a?
3.3光的衍射79 fq4 [/%6,O
3.3.1光的衍射现象79 2qpUUo f
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 )PCh;P0C
3.3.3光栅衍射83 iOXs j
3.4光的偏振84 v4Mn@e_#c
3.4.1光波的偏振态84 NnTAKd8
3.4.2光波的偏振态的仿真85 A3 eus
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ?M9?GodbP.
3.5.1平凸透镜光线追迹87 g(QT"O!dY
参考文献90 Wi<g
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 CXd/M~:!
4.1信息光学函数91 SbK6o:[
4.1.1矩形函数91 J7FzOwd1h
4.1.2阶跃函数93 Vqp 3'=No
4.1.3符号函数94 S pIdw0
4.1.4sinc函数94 hF`Qs
4.1.5高斯函数95 /7LAd_P6
4.2傅里叶变换97 Y>J u$i
4.3卷积定理99 hp3
<HUU
4.4傅里叶透镜的仿真101 Aq;WQyZ2
4.5计算全息103 RH~I/4e
4.5.1全息透镜103 R
q9(<' F
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 d*R('0z{
参考文献107 s_#6^_
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 =O?? W8u
5.1图像及数字图像简介108 Ex -?[Hq
5.1.1索引图像108 'n/L1Fn
5.1.2RGB图像109 lQKq{WLFx.
5.1.3二值图像109 uy rS6e0
5.1.4灰度图像109 %4^NX@1jV
5.2数字图像的读取、显示及输出110 <`")Zxf+
5.2.1图像的读取110 [m0G;%KR/
5.2.2图像的显示110 ;!pSYcT,
5.2.3图像的输出112 Btyp=wfN[
5.2.4添加颜色条112 (-%1z_@Y
5.3图像类型的转化113 OJT% ?P%@{
5.3.1dither函数113 K9QC$b9(
5.3.2gray2ind函数114
L]w k Ba
5.3.3im2bw函数115 75 W@B}dZd
5.3.4rgb2gray函数116 LO@o`JF
5.3.5rgb2ind函数116 $0&<Jx
5.4图像的代数操作117 '7JM/AcC#K
5.4.1图像的相加117 A@ZsL
5.4.2图像的相减119 'cPE7uNT
5.4.3图像的相乘121 @&f~#Xe
5.4.4图像的相除121 4,.[B7irR
5.5图像的对比度增强123 P2 fiK
5.5.1线性变换123 i;fU],aK!
5.5.2非线性变换123 J;GYo|8
5.6图像的锐化124 2Dw}o;1'
5.6.1边界提取和锐化124
& Y jUoe
5.6.2锐化滤波器125 ]PQ6 em
5.7图像的边缘检测127 d8J(~$tXQN
5.7.1边缘检测算子127 Mn TqWC90
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 X86r`}
5.8基于灰度的图像分割131 {xRO.699
5.9图像的膨胀与腐蚀134 D]?yGI_
5.9.1膨胀和腐蚀134 S!8q>d,%L
5.9.2结构元素134 |-`-zo4z
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 1 otE:bi
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 )St`}qu;
参考文献136 FZ5
Ad&".@
K;*B$2Z#k
第三部分 实例篇 |* B9{/;4
第6章课程设计综合实例139 Y*0j/91
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 "L+NN|
6.1.1设计目的139 =y 0h\<[
6.1.2设计任务及具体要求139 IVso/!
6.1.3基本原理概述139 6vf <lmN
6.1.4设计方案及验证140 A`nzqe#(1
参考文献148 \[<8AV"E-'
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 hH_\C.bL
6.2.1设计目的148 *T2kxN, Ik
6.2.2设计任务及要求148 $_ O;yz
6.2.3设计原理概述149 jIjW +D`
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 sI`oz|$
参考文献154 51 "v`O+
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 D2'J (
6.3.1设计目的154 B8>3GZi
6.3.2设计任务及要求155 JZ)w
6.3.3设计原理概述155 d,E2l ~s
6.3.4MATLAB仿真实现155 juEH$7N !
参考文献160 1AQ3 <
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 DHVfb(H5e
6.4.1设计目的161 juB /?'$~
6.4.2设计任务及要求161 y*T@_on5
6.4.3设计原理概述161 ,U.|+i{
6.4.4设计实现163 5`)[FCQ
参考文献169 LF ;gdF%@
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 nU /x,W[}
6.5.1设计目的169 /X;!
F>
6.5.2设计任务及要求169 ;CDa*(e
6.5.3设计原理概述169 mw*KLMo42
6.5.4设计实现171 GpXU&A'r
参考文献178 ZJV;&[$[
6.6基于MATLAB的相关识别178 +r$VrNVs
6.6.1设计目的178 ~|&To >
6.6.2设计任务及要求178 3bagL)'iz
6.6.3设计原理概述178 Rts.jm>[
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 >S@><[C
参考文献183 )<`/Aaie
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 : 2A\X' @
6.7.1设计目的183 O
+Xu ?W]
6.7.2设计任务及要求183 +kx#"L:
6.7.3设计原理概述183 H(DI /"N
6.7.4设计实现185 H={5>;8G
参考文献187 N3ccn
6.8基于MATLAB的激光束合成187 {4r } jH
6.8.1设计目的187 B6 U4>ZN
6.8.2设计任务及要求188 s[%@3bY!7
6.8.3设计原理概述188 G& @_,y|
6.8.4设计实现188 K<p)-q
参考文献193 S+u@
Q}
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ;e C8|
Xz
6.9.1设计目的194 LT:8/&\
6.9.2设计任务及要求194 9j< 7KSj
6.9.3设计原理概述194 7@Xi*Azd
6.9.4设计实现197 @+Anp4%;Y
参考文献200 t]+h.
6.10基于MATLAB的人脸识别200 v(l:N@L
6.10.1设计目的200 v
K!vA-7
6.10.2设计任务及具体要求201 cD 9.L
6.10.3基本原理概述201 e\ ! i c
6.10.4设计方案及验证201 &,'CHBM
6.10.5结论208 ?-=< 7
~$
参考文献208
