《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。 y7i %W 4
《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。 ZPN
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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。 DD9 ?V}Yx
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第一部分 语言篇 H =g.34
第1章MATLAB语言概述3 ^[-el=oKn0
1.1MATLAB简介3 P |2E2=G
1.1.1MATLAB的发展历程3 39F
O f
1.1.2MATLAB的主要特点3 l%z< (L5
1.2MATLAB的系统组成4 :4 S%'d7
1.2.1MATLAB开发环境4 |]Z:&[D]i
1.2.2MATLAB数学函数库5 x.0p%O=`
1.2.3MATLAB语言5 =$8nUX`
1.2.4MATLAB图形处理系统5 {K{EOB_ u
1.2.5MATLAB程序接口5 *=ZsqOHwG
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 Hd7,ZHj3 ^
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 S_T^G` [
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 b*fgv9Kh'
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 I\?9+3 XnQ
1.4.1菜单和工具栏9 \k `n[{
1.4.2命令行窗口10 BG^C9*ZuP
1.4.3工作区11 qa(>wR"mT
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 CxhY$%C (L
1.5.1帮助窗口11 zOEY6lAwI
1.5.2帮助命令12 SjjI r ^
1.5.3演示系统（Demos）13 1p v}]&X
1.5.4帮助系统导航浏览器13 H+}"q$
1.5.5远程帮助系统14 0,s$ T2
1.6MATLAB的基本操作命令14 ' /Bidb?
1.6.1通用命令和编辑键14 `I$<S(h 7
1.6.2文件管理15 \? j E#^
1.7MATLAB使用初步16 o[ENp'r
习题16 2-zT$`[]J
第2章MATLAB的基本语法17 /<CSVJ_r
2.1数据类型17 ]W0EVf=,k
2.1.1数值类型17 0c.s
-
2.1.2字符串17 ~m1P_`T
2.1.3逻辑类型19 5WqXo{S
2.1.4元胞数组20 B{oU,3U>
2.1.5构架数组21 ]nQt>R p_
2.1.6函数句柄（function）21 1C Pjil*eb
2.2变量22 FG3UZVUg9
2.2.1变量命名的规则22 ]`g <w#
2.2.2变量的赋值22 p_ Fy > j
2.2.3MATLAB变量的显示23 IvpcSam'
2.2.4MATLAB变量的存取24 ]Mj/&b>"e
2.3数组及向量运算24 t:JI! DR
2.3.1数组和向量的创建24 ]J9cVp
2.3.2数组的寻址27 zJM S=r
2.3.3数组的运算27 Ov-b:l H
2.3.4向量运算29 2eeQ@]Wj[Z
2.4矩阵及其运算30 G5dO 3lwq
2.4.1矩阵的创建30 Hv]7e|
2.4.2矩阵的运算31 d0hhMx6$
2.4.3矩阵的常用函数运算33 1[*UYcD
2.5多项式及其运算34 wdzOFDA
2.5.1多项式的构造34 K x"<J@
2.5.2多项式的运算34 G>YAJ o
2.5.3多项式拟合36 T{]~07N?
2.6符号运算37 |8%m.fY`
2.6.1基本符号对象37 5dx&Qu'}ZS
2.6.2符号表达式38 &`Y!;@K9W#
2.6.3符号表达式的运算38 Vh3 Ijn
2.6.4常用的符号运算39 2 ;L|y._`w
2.7MATLAB绘图40 ( F7_S*
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 PCd0 ?c
2.7.2二维绘图41 =O _z(
2.7.3图形修饰43 B:"THN^
2.7.4三维绘图46 %or,{mmiM:
2.7.5特殊图形48 H?}[r)|(3i
2.7.6四维图形50 2=-utN@Z
2.8MATLAB程序设计51 =k 3!RW'
2.8.1M文件编辑器51 " +KJop
2.8.2命令文件53 Sj'h t=
2.8.3函数文件53 _$<Gyz*
2.8.4M文件的规则54 *?QE2&S:
2.8.5全局变量与局部变量54 ERUt'1F?]
2.8.6程序流控制55 . .QB~
2.8.7程序设计举例58 0 s#vwK13
2.8.8程序设计的基本原则60 9[v1h,L
习题60 `=#01YX[0
参考文献62 TUL_TR
X.ONa_
第二部分 应用篇 rI5F o h6
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 jk\ dG16
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 M-NV_W&M
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ?6Cz[5\
3.1.2电矢量垂直入射面66 ~/_9P Fk
3.1.3菲涅耳公式66 -B#y y ]8
3.2光的干涉68 [LT ^sb
3.2.1波的叠加原理68 nmlPX7!{$
3.2.2光波的干涉71 ZaFb*XRgS
3.2.3杨氏干涉实验71 GwsY-jf
3.2.4牛顿环74 bLz *A-
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 P ]N
[y
3.3光的衍射79 *fO3]+)d+
3.3.1光的衍射现象79 })vOaYT|-
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 [MX;,%;;
3.3.3光栅衍射83 5q{h 2).)
3.4光的偏振84 ,~ ? 'Ef80
3.4.1光波的偏振态84 ]"AyAkT(
3.4.2光波的偏振态的仿真85 pDP xl?S
3.5平行光束通过透镜聚焦87 4A{|[}!
3.5.1平凸透镜光线追迹87 _ |<d5TI
参考文献90 4!$
M q;U
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 0)Y bI!
4.1信息光学函数91 8pLBt :
4.1.1矩形函数91 `T/~.`R
4.1.2阶跃函数93 YF#H Sf7
4.1.3符号函数94 fkfZ>D^1
4.1.4sinc函数94 rh2L Guo4m
4.1.5高斯函数95 MB);!qy
4.2傅里叶变换97 ,F+B Wot4
4.3卷积定理99 5OM?3 M
4.4傅里叶透镜的仿真101 Hx^!:kxk
4.5计算全息103 y$ Zj?D d#
4.5.1全息透镜103 Auy".br'
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ~Y= @$!Uq
参考文献107 O|kKwadC
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 9D@$i<D:
5.1图像及数字图像简介108 ;N+$2w
5.1.1索引图像108 TL= YQA
5.1.2RGB图像109 >: 0tA{bV
5.1.3二值图像109 Zr$d20M2A;
5.1.4灰度图像109 1Wg-x0R
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Qz<d~ N
5.2.1图像的读取110 U IJx*
5.2.2图像的显示110 %/"Oxi^G
5.2.3图像的输出112 FHy76^h>e
5.2.4添加颜色条112 Itm8b4e9;
5.3图像类型的转化113 )G^TW '9
5.3.1dither函数113 `znB7VQ0
5.3.2gray2ind函数114 ]>##`X
5.3.3im2bw函数115 oqk VYl E
5.3.4rgb2gray函数116 i;\s.wrzH
5.3.5rgb2ind函数116 v|Jlf$>
5.4图像的代数操作117 6,Hqb<(
5.4.1图像的相加117 hVoNw6fE
5.4.2图像的相减119 fT:}Lj\L1
5.4.3图像的相乘121 O/A E}]
5.4.4图像的相除121 k@!r#`j3
5.5图像的对比度增强123 8$P>wCK\l
5.5.1线性变换123 (Ha@s^?.C
5.5.2非线性变换123
V+MK'<#B
5.6图像的锐化124 .;/L2Jv
5.6.1边界提取和锐化124 /
YiQ\
5.6.2锐化滤波器125 iMP
5.7图像的边缘检测127 ,1n
>U?5
5.7.1边缘检测算子127 :b M+&EP
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 6y+b5- {'
5.8基于灰度的图像分割131 -H(vL=
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Q}%tt=KD
5.9.1膨胀和腐蚀134 tgF JZA
5.9.2结构元素134 HP2wtN{Zs
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Pd=,$UQp
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 l?N`{ ,1^
参考文献136 ucYkxi`x
f*((;*n ;
第三部分 实例篇 6 / g%\ka
第6章课程设计综合实例139 }am U[U,
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 #5CI)4x0!
6.1.1设计目的139 eBB:~,C^q.
6.1.2设计任务及具体要求139 _]#klL
6.1.3基本原理概述139 Qez SJ
io
6.1.4设计方案及验证140 I %_MV
参考文献148 I?Y d
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 3*S[eqMJc
6.2.1设计目的148 0`hwmDiB"
6.2.2设计任务及要求148 O;XG^s@5
6.2.3设计原理概述149 9V!-ZG
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 a_T,t' 6
参考文献154 :Z`4j
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 iv%w!3 #
6.3.1设计目的154 w8M2N]&:
6.3.2设计任务及要求155 ?qH F}k|
6.3.3设计原理概述155 9Ld9N;rWm#
6.3.4MATLAB仿真实现155 T{MC-j _T9
参考文献160 Ueyw;Y
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 66:ALFwd7
6.4.1设计目的161 T-L5zu
6.4.2设计任务及要求161 |"k&fkS$
6.4.3设计原理概述161 -e>|kPfv!
6.4.4设计实现163 \P?ToTTV
参考文献169 CmC0k-%w
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Hhv$4;&X
6.5.1设计目的169 U{1z;lJ
6.5.2设计任务及要求169 Df=q-iq<{/
6.5.3设计原理概述169 Pn WD}'0V
6.5.4设计实现171 /A(NuB<Pq
参考文献178 m N1Ssq"B
6.6基于MATLAB的相关识别178 "n?<2
wso
6.6.1设计目的178 Q7Ij4
6.6.2设计任务及要求178 H~9=&p[ Q
6.6.3设计原理概述178 T!^Mvat
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 k$[{n'\@
参考文献183 oh\ ,OW
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 womq^h6
6.7.1设计目的183 F,}s$ v
6.7.2设计任务及要求183 C ?7X"~ ~
6.7.3设计原理概述183 }B)jq`a?|\
6.7.4设计实现185 } p'8 w\C$
参考文献187 %?t q;~|]Q
6.8基于MATLAB的激光束合成187 aWvd`qA9r
6.8.1设计目的187 |-kEGLH[*V
6.8.2设计任务及要求188 kV)' a
6.8.3设计原理概述188 1r4,X Sk
6.8.4设计实现188 +WF.wP?y
参考文献193 *8\(FVyG^
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 *SZ>upg
6.9.1设计目的194 \C/z%Hf7-
6.9.2设计任务及要求194 f=ib9WbR#
6.9.3设计原理概述194 :C%47qv
6.9.4设计实现197 I'IB_YRL4
参考文献200 ?0J0I j,
6.10基于MATLAB的人脸识别200 0j@Ix EPs
6.10.1设计目的200 T-P@u-DU
6.10.2设计任务及具体要求201 XZO<dhZX:
6.10.3基本原理概述201 #v8Cy|I
6.10.4设计方案及验证201 (!n-Age
6.10.5结论208 N$Hqa^!'T
参考文献208
