《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。 Y'JL (~ |
《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。 `VXZ kh m
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。 /Zx8nx'{ V
8 ?" Z e(
第一部分 语言篇 CpSK(2j
第1章MATLAB语言概述3 t\|J&4!Y
1.1MATLAB简介3 .HCaXFW
1.1.1MATLAB的发展历程3 ]4GZ'&m}
1.1.2MATLAB的主要特点3 S\b K+
1.2MATLAB的系统组成4 tIp{},bQ^
1.2.1MATLAB开发环境4 ,{+6$h3
1.2.2MATLAB数学函数库5 %Zu Ll(
1.2.3MATLAB语言5 .?Auh2nr
1.2.4MATLAB图形处理系统5 \ = Nm5:
1.2.5MATLAB程序接口5 n. I2$._(b
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 -nG wuEngP
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 /ISLVp%H
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 6+)x7g1PL
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 X\mz+al>[
1.4.1菜单和工具栏9 KqK9X
1.4.2命令行窗口10 Ysl9f1>%
1.4.3工作区11 - )6 ;0
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 %i3{TL
1.5.1帮助窗口11 uR^.
1.5.2帮助命令12 7dHIW!OA
1.5.3演示系统（Demos）13 w#<p^CS
1.5.4帮助系统导航浏览器13 @ge
LW!
1.5.5远程帮助系统14 `{ <JC{yc?
1.6MATLAB的基本操作命令14 i3d y
1.6.1通用命令和编辑键14 PK}vh%
1.6.2文件管理15 N;g$)zCV1
1.7MATLAB使用初步16 k{1b20
习题16 K DBY9`08
第2章MATLAB的基本语法17 +nzTxpcP@K
2.1数据类型17 S
QSA%B$<
2.1.1数值类型17 _{mJ.1)V;
2.1.2字符串17 ~tt KI4
2.1.3逻辑类型19 vU{jda$$#
2.1.4元胞数组20 ]xYa yN!n
2.1.5构架数组21 x RB7lV*
2.1.6函数句柄（function）21 1EuK, :x
2.2变量22 RJLFj
2.2.1变量命名的规则22 W.p66IQwL&
2.2.2变量的赋值22 , $ mLL
2.2.3MATLAB变量的显示23 ^9s"FdB]24
2.2.4MATLAB变量的存取24 uD[^K1Ag]^
2.3数组及向量运算24 YLigP"*~^
2.3.1数组和向量的创建24 3r` <(%\
2.3.2数组的寻址27 6$DG.p
2.3.3数组的运算27 aTX]+tBoe
2.3.4向量运算29 G_0)oC@Jl:
2.4矩阵及其运算30 Uqr{,-]5v
2.4.1矩阵的创建30 x.o3iN[=
2.4.2矩阵的运算31 7G2vYKC'
2.4.3矩阵的常用函数运算33 [*t U}9
2.5多项式及其运算34 mgxz1d
2.5.1多项式的构造34 "!^c
2.5.2多项式的运算34 =<TO"
2.5.3多项式拟合36 ,;c{9H
2.6符号运算37 (c< f<D|
2.6.1基本符号对象37 L/5z !
2.6.2符号表达式38 K: 4P ;ApI
2.6.3符号表达式的运算38 7fUi?41XA
2.6.4常用的符号运算39 }d@LSaM
2.7MATLAB绘图40 }Py<qXH
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 EL"4E',
2.7.2二维绘图41 0T=jR{j!o
2.7.3图形修饰43 rrYp' L
2.7.4三维绘图46 FGDw;lEa9[
2.7.5特殊图形48 #c :9 V2
2.7.6四维图形50 |fx#KNPf]
2.8MATLAB程序设计51 wqf& i^_
2.8.1M文件编辑器51 ynx WQ%d(`
2.8.2命令文件53 %@o&*pF^,
2.8.3函数文件53 aK!xRnY
2.8.4M文件的规则54 [rc'/@L
2.8.5全局变量与局部变量54 FDl,Ey^r/
2.8.6程序流控制55 xTGP
2.8.7程序设计举例58 'H|;%J6d>
2.8.8程序设计的基本原则60 3b ,=
习题60 K7+^Yv\YQx
参考文献62 .\)--+(
~T;K-9R
第二部分 应用篇 r,QJG$ Jo
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 py}.00it
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 E*h0#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 Y7*'QKz2
3.1.2电矢量垂直入射面66 .0?ss0~
3.1.3菲涅耳公式66 >c&4_?d&,A
3.2光的干涉68 J6= w:c
3.2.1波的叠加原理68 t
CkoYrvT
3.2.2光波的干涉71 DS.39NY
3.2.3杨氏干涉实验71 ,.J<.#D3J
3.2.4牛顿环74 EUJ1RhajF
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 4RlnnXY
3.3光的衍射79 sb8z_3
3.3.1光的衍射现象79 (/To?`
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 |+>%o.M&i
3.3.3光栅衍射83 h 3eGq:!9
3.4光的偏振84 e =0l<Rj
3.4.1光波的偏振态84 S83]O!w0
3.4.2光波的偏振态的仿真85 6JUav ."`~
3.5平行光束通过透镜聚焦87 uPM8GIvZX.
3.5.1平凸透镜光线追迹87 Ym3
"
参考文献90 e? _c[`sg
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 .LWOM8)
4.1信息光学函数91 0F-mROC=F
4.1.1矩形函数91 "cIGNTLFA
4.1.2阶跃函数93 v$q pcu#o
4.1.3符号函数94 {vf+sf ^^q
4.1.4sinc函数94 de*,MkZN
4.1.5高斯函数95 ;a#}fX
4.2傅里叶变换97 Xi 1q]ps
4.3卷积定理99 ';i"?D?NAk
4.4傅里叶透镜的仿真101 6RR4L^(m
4.5计算全息103 rTN"SQt
4.5.1全息透镜103 < \qY " .`
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 Y*]l|)a6_]
参考文献107 cq+nWHqF{J
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 NN31?wt
5.1图像及数字图像简介108 dq IZ#;:g
5.1.1索引图像108 FKDamHL<
5.1.2RGB图像109 U[K0{PbY
5.1.3二值图像109 :V u7,o
5.1.4灰度图像109 +!mNm?H[!
5.2数字图像的读取、显示及输出110 vHZX9LQU0+
5.2.1图像的读取110 g~bf!
5.2.2图像的显示110 kKFuTem_3
5.2.3图像的输出112 O>)n*OsS
5.2.4添加颜色条112 l5":[C$
5.3图像类型的转化113 n"K {uj))
5.3.1dither函数113 :)^#
xE(
5.3.2gray2ind函数114 3n}s CEt=
5.3.3im2bw函数115 ]6?c8/M
5.3.4rgb2gray函数116 FFD*e-i
5.3.5rgb2ind函数116 *il]$i
5.4图像的代数操作117 a #OhWqu$
5.4.1图像的相加117 A>&>6O4
5.4.2图像的相减119 m!FM+kge
5.4.3图像的相乘121 0+VncL)u
5.4.4图像的相除121 7cOg(6N
5.5图像的对比度增强123 Z
L6~Eut
5.5.1线性变换123 pqGf@24c<
5.5.2非线性变换123 ;%b <uV
5.6图像的锐化124 ]$XBd{\D{
5.6.1边界提取和锐化124 B5?c'[V9
5.6.2锐化滤波器125 ?%8})^Dd>4
5.7图像的边缘检测127 softfjl&l
5.7.1边缘检测算子127 $_ I%1
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 V 29S*
5.8基于灰度的图像分割131 .:|#9%5
5.9图像的膨胀与腐蚀134 cLN[o8 ZU
5.9.1膨胀和腐蚀134 \$$b",2
h
5.9.2结构元素134 zBr Wm_R5T
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Wf+Cc?/4
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 vV&AG1_Mv
参考文献136 TQb FI;\
%$9)1" T0Y
第三部分 实例篇 -x3tx7%
第6章课程设计综合实例139 E CE{xoc
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 /v|68x6
6.1.1设计目的139 !4b; >y=m
6.1.2设计任务及具体要求139 I/ e2,
6.1.3基本原理概述139 x1 &b@u
6.1.4设计方案及验证140 { C,1w
参考文献148 2y
.-4?e
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 .SKNIct
M
6.2.1设计目的148 5qeS |]^`
6.2.2设计任务及要求148 0.{oA`5N
6.2.3设计原理概述149 hsQ rd%{f
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 8wH41v67F
参考文献154 _n Iqy&<
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 U d=gds L
6.3.1设计目的154 %RT6~0z
6.3.2设计任务及要求155 2A18hP`^
6.3.3设计原理概述155 M#8 Ao4
T
6.3.4MATLAB仿真实现155 A a F5`
参考文献160 [/ fwt!
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 BF1O|Q|d6
6.4.1设计目的161 ^&Rx ui
6.4.2设计任务及要求161 )2^/?jK
6.4.3设计原理概述161 Oa_o"p<Lr
6.4.4设计实现163 2*7s 9g
参考文献169 #Q yK?i*
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 61Iy{-/ZV
6.5.1设计目的169 ym,Ot 1
6.5.2设计任务及要求169 UV
*tO15i
6.5.3设计原理概述169 z7us*8X{
6.5.4设计实现171 lo]B 5_en
参考文献178 65 e
Wu=T
6.6基于MATLAB的相关识别178 (k)gZD9~{?
6.6.1设计目的178 coP$7Q .
6.6.2设计任务及要求178 /NN[g z
6.6.3设计原理概述178 5 1CU@1Ie
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 $e t
:
参考文献183 v BeU
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 X%R^)zKV
6.7.1设计目的183 b ] qfcV
6.7.2设计任务及要求183 V]S06>P
6.7.3设计原理概述183 m 'H
6.7.4设计实现185 id[>! fQ=Y
参考文献187 @ vYN 7
6.8基于MATLAB的激光束合成187 Z :i"|;
6.8.1设计目的187 r|H!s,
6.8.2设计任务及要求188 %_J/&{6G
6.8.3设计原理概述188 $j4?'-i=e
6.8.4设计实现188 <"|<)BGeI
参考文献193 4uAb
LSh9
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 F~@1n ,[
6.9.1设计目的194 WSB|-Qj}W
6.9.2设计任务及要求194 vJj j+:
6.9.3设计原理概述194 *y\tns U
6.9.4设计实现197 0& L0j$&h
参考文献200 !.GY~f<d$
6.10基于MATLAB的人脸识别200 {arjW3~M:
6.10.1设计目的200 zvs 2j"lb
6.10.2设计任务及具体要求201 )yH#*~X_
6.10.3基本原理概述201 Y(!)G!CMc
6.10.4设计方案及验证201 E_I6
6.10.5结论208 q@"4Rbu6
参考文献208
