《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。 jd 8` D6|Z
《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。 _0N=~`'
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。 _1Iy /T@1
;\ ^'}S|3Z
第一部分 语言篇 Rah"La
第1章MATLAB语言概述3 TUHm.!+a
1.1MATLAB简介3 *`2.WF@E)
1.1.1MATLAB的发展历程3 r<VZE bm)
1.1.2MATLAB的主要特点3 RfH.W Xi
1.2MATLAB的系统组成4 Y )#x(s?t
1.2.1MATLAB开发环境4 h
DpIwzJ
1.2.2MATLAB数学函数库5 eRU0gvgLu"
1.2.3MATLAB语言5 ;wo
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Q6blX6DWU
1.2.5MATLAB程序接口5 vUm#^/#I
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 iO1ir+B\
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 kt`_n+G
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 '!eg9}<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ~puXZCatN
1.4.1菜单和工具栏9 Loz5[L
1.4.2命令行窗口10 XJg8-)T#
1.4.3工作区11 1(%9)).K
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ?YE'J~0A6
1.5.1帮助窗口11 \WS2g"(
1.5.2帮助命令12 KaVNRS
1.5.3演示系统（Demos）13 Vw-,G 7v&E
1.5.4帮助系统导航浏览器13 4'3do>!
1.5.5远程帮助系统14 F.{{g pI
1.6MATLAB的基本操作命令14 : rxS &5
1.6.1通用命令和编辑键14 be?>C
5
1.6.2文件管理15 N>ncv
1.7MATLAB使用初步16 `+D H@ce
习题16 Lx%*IE|c
第2章MATLAB的基本语法17 q4u, pm,@
2.1数据类型17 MWdev .m:Z
2.1.1数值类型17 R[_Q}W'HG
2.1.2字符串17 #IJ m*_J<
2.1.3逻辑类型19 CD^C}MB
2.1.4元胞数组20 I=ao P}_
2.1.5构架数组21 #(@!:f1
2.1.6函数句柄（function）21 "P gVvm#w'
2.2变量22 l5h+:^#M5c
2.2.1变量命名的规则22 /ILj}g'
2.2.2变量的赋值22 OaTnQ|*
2.2.3MATLAB变量的显示23 jej.!f: H
2.2.4MATLAB变量的存取24 ),{v
2.3数组及向量运算24 u<L<o 2
2.3.1数组和向量的创建24 0gRj3al(
2.3.2数组的寻址27 l7h6R$7; 0
2.3.3数组的运算27 -VZn`6% s
2.3.4向量运算29 87!D@Xn
2.4矩阵及其运算30 ^b M \:z"M
2.4.1矩阵的创建30 6=cfr; BH2
2.4.2矩阵的运算31 LT Z8Eu
2.4.3矩阵的常用函数运算33 F
u>
2.5多项式及其运算34 (Q5rOrA"
2.5.1多项式的构造34 5!QT
}Um
2.5.2多项式的运算34 #|PPkg%v<
2.5.3多项式拟合36 WCNycH+1
2.6符号运算37 rn$G.SMgz
2.6.1基本符号对象37 ]ilQq~ X
2.6.2符号表达式38 3Pu8IXW
2.6.3符号表达式的运算38 QhhL_vP
2.6.4常用的符号运算39 C/$bgK[ev
2.7MATLAB绘图40 18^#:=Z
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 - -fRh N>
2.7.2二维绘图41 SND@#?hiO
2.7.3图形修饰43 +3yG8
2.7.4三维绘图46 nx Wm
2.7.5特殊图形48 ?^whK<"]
2.7.6四维图形50 Ux,?\Vd
2.8MATLAB程序设计51 eOoqH$
i
2.8.1M文件编辑器51 U[0x\~[$K
2.8.2命令文件53 ^4b;rLfk@
2.8.3函数文件53 3S 5`I9I
2.8.4M文件的规则54 Y #,&Tu
2.8.5全局变量与局部变量54 z @g%9 |U
2.8.6程序流控制55 (ZPl~ZO
2.8.7程序设计举例58 <ni_78
2.8.8程序设计的基本原则60 0OXl `V`w
习题60 {|d28!8w
参考文献62 5cvvdO*C0
y
Nc@K|
第二部分 应用篇 F?z:[1(:
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 xTU;rJV
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 q+znb'i-x
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 }qw->+nD
3.1.2电矢量垂直入射面66 >' lv Zt
3.1.3菲涅耳公式66 uTdx`>M,O
3.2光的干涉68 `fuQ t4
3.2.1波的叠加原理68 YQ$LU \:
3.2.2光波的干涉71 Y{Ff I+
3.2.3杨氏干涉实验71 O14\_eAu6
3.2.4牛顿环74 cL<,]%SkE
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 MQQQaD:v
3.3光的衍射79 eslvg#Q
3.3.1光的衍射现象79 AdpJ4}|0
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 U(PW$\l
3.3.3光栅衍射83 TI}a$I *
3.4光的偏振84 A^E 6)A=
3.4.1光波的偏振态84 [8<0Q_?,
3.4.2光波的偏振态的仿真85 (wFoI}s
3.5平行光束通过透镜聚焦87 -e_|^T"
3.5.1平凸透镜光线追迹87 %Z+ **>1J
参考文献90 T, +=ka$
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ,1g_{dMx
4.1信息光学函数91 >=d 5Scix
4.1.1矩形函数91 F [Lg,}
4.1.2阶跃函数93 7|o!v);uR
4.1.3符号函数94 mrq,kwM
4.1.4sinc函数94 -dWg1 `;
4.1.5高斯函数95 :L {*B$c
4.2傅里叶变换97 2cO6' ?b
4.3卷积定理99 bSz@@s.
4.4傅里叶透镜的仿真101 )@p?4XsT4J
4.5计算全息103 eZ$M#I=o
4.5.1全息透镜103 .hM t:BMf*
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 k dWU z(
参考文献107 !MrQ-B (
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 w=CzPNRHH!
5.1图像及数字图像简介108 U {Knjo S
5.1.1索引图像108 1{ 5t.
5.1.2RGB图像109 eh%{BXW[p
5.1.3二值图像109 &qK:LHhj
5.1.4灰度图像109 u|Oc+qA(
5.2数字图像的读取、显示及输出110 n!.=05OtX
5.2.1图像的读取110 c3Gy1#f:#2
5.2.2图像的显示110 %Oo
f/q
5.2.3图像的输出112 @ze2'56F}
5.2.4添加颜色条112 _-sFJi8B
5.3图像类型的转化113 )Fp$
*]|
5.3.1dither函数113 ^Zp
5.3.2gray2ind函数114 FrUqfTi+W
5.3.3im2bw函数115 "G-h8IN^O
5.3.4rgb2gray函数116 0WfnX>(C7R
5.3.5rgb2ind函数116 E]8u j8K3]
5.4图像的代数操作117 M Rw4?HqB
5.4.1图像的相加117 ;X a
N
5.4.2图像的相减119 <[D>[
5.4.3图像的相乘121 $.t>* Bq
5.4.4图像的相除121 *7-rm
5.5图像的对比度增强123 REg M
5.5.1线性变换123 vBJxhK-
5.5.2非线性变换123 %.D!J",\/K
5.6图像的锐化124 ";7xE#jRk
5.6.1边界提取和锐化124 g~b$WV%
5.6.2锐化滤波器125 u}%6=V
5.7图像的边缘检测127 O@
H.k<zn
5.7.1边缘检测算子127 c{dabzL y
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 t, dm3+R
5.8基于灰度的图像分割131 x@QNMK.7
5.9图像的膨胀与腐蚀134 FF#+d~$z
5.9.1膨胀和腐蚀134 w3"L5 ;oH
5.9.2结构元素134 \ {]y(GT
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 }3 _b%{
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 1og +(m`BL
参考文献136 #qmsZHd}b
83I 5n&)
第三部分 实例篇 SASLeGaV
第6章课程设计综合实例139 TTFs|T6`q
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 5y 5Dn!`
6.1.1设计目的139 8!cHRtqK
6.1.2设计任务及具体要求139 UgK
c2~
6.1.3基本原理概述139 iF Mf[qBg
6.1.4设计方案及验证140 T&MhSJf#
参考文献148 0M roHFh9`
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 $.kJBRgV*
6.2.1设计目的148 m2"e ]I
6.2.2设计任务及要求148 V2`Ud[
6.2.3设计原理概述149 j)Ak:l%a
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 QRK\74'uY
参考文献154 0IdA!.|
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 q^sZP\i,*;
6.3.1设计目的154 UOf\pG
6.3.2设计任务及要求155 ,OubKcNg
6.3.3设计原理概述155 1AN$s
6.3.4MATLAB仿真实现155 Osm))Ua(
参考文献160 j* gJP
!
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7(X
z%v
6.4.1设计目的161 IQ_s]b;z
6.4.2设计任务及要求161 Hnk&2bY
6.4.3设计原理概述161 hm d3W`8D
6.4.4设计实现163 S4 Uu/EX6S
参考文献169 mB"I(>q*M
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 GVJ||0D
6.5.1设计目的169 E/a2b(,Tg
6.5.2设计任务及要求169 e2N K7
6.5.3设计原理概述169 J ffaT_"\
6.5.4设计实现171 0QW=2rs
参考文献178 _p%n%Oce
6.6基于MATLAB的相关识别178 P
"IR3=
6.6.1设计目的178 ; >jEeIlT
6.6.2设计任务及要求178 ; h+~xxu=X
6.6.3设计原理概述178 sH;_U)ssH
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ?#xm6oe#aH
参考文献183 \>Rfa+
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 YfB)TK\W9/
6.7.1设计目的183 1S!}su,uH
6.7.2设计任务及要求183 1n!:L!,`
6.7.3设计原理概述183 '! `\!=j-`
6.7.4设计实现185 [bP^RY:
参考文献187 V0_tk"
6.8基于MATLAB的激光束合成187 @WS77d~S
6.8.1设计目的187 6Q [
6.8.2设计任务及要求188 ]q{_i
6.8.3设计原理概述188 [V:~j1{3
6.8.4设计实现188 &xN+a{&
参考文献193 I2}eFz&FE
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 "QNQ00[T`>
6.9.1设计目的194 g ,EDE6`8
6.9.2设计任务及要求194 N;'c4=M~(
6.9.3设计原理概述194 bA#9'Qu^j
6.9.4设计实现197 rf% lhBv
参考文献200 >h;]rMD!|
6.10基于MATLAB的人脸识别200 `}#rcDK
6.10.1设计目的200 C&H'?0Y@
6.10.2设计任务及具体要求201 >bze0` }Z
6.10.3基本原理概述201 =3- ?$
6.10.4设计方案及验证201 s$hO /INr
6.10.5结论208 rY45.,qWs
参考文献208
