《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。 #)%X0%9.*<
《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。 {Bpu-R&T
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。 1b2xWzpG
MJn=
第一部分 语言篇 }C
J K9*Z
第1章MATLAB语言概述3 4`?WdCW8
1.1MATLAB简介3 ABq#I'H#@2
1.1.1MATLAB的发展历程3 @[TSJi
1.1.2MATLAB的主要特点3 LS<*5 HWX
1.2MATLAB的系统组成4 Zo Ra^o
1.2.1MATLAB开发环境4 8;3I:z&muQ
1.2.2MATLAB数学函数库5 _6aI>b#yL
1.2.3MATLAB语言5 <II>io ;
1.2.4MATLAB图形处理系统5 0"mr*hyj
1.2.5MATLAB程序接口5 7Ewq'Vu`y
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 {CgF{7`
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 }%3i8e
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 zt C,[
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 Z3 dI
B`@
1.4.1菜单和工具栏9 Et &PzDvU
1.4.2命令行窗口10 NU 3s^ 8\(
1.4.3工作区11 iu`B8yI
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 CI|#,^
1.5.1帮助窗口11 w!Ii
1.5.2帮助命令12 85:mh\@-G
1.5.3演示系统（Demos）13 ,,h>_IA
1.5.4帮助系统导航浏览器13 22E I`}"J
1.5.5远程帮助系统14 8HWEObRY
1.6MATLAB的基本操作命令14 NLev(B:OQH
1.6.1通用命令和编辑键14 j Oxnf%jl
1.6.2文件管理15 j__l'?s
1.7MATLAB使用初步16 YG#{/;^nm)
习题16 1L4v X
第2章MATLAB的基本语法17 o4YF,c+>q
2.1数据类型17 4B-+DH>{6
2.1.1数值类型17 )kE1g&
2.1.2字符串17 .h@bp1)l
2.1.3逻辑类型19 z2;<i|Ez0
2.1.4元胞数组20 }Gd^r
2.1.5构架数组21 ~01t_Xp qc
2.1.6函数句柄（function）21 _$T.N
2.2变量22 '.XR,\g>
2.2.1变量命名的规则22 xHlO~:Lc
2.2.2变量的赋值22 ]!WD">d:
2.2.3MATLAB变量的显示23 i MF-TR
2.2.4MATLAB变量的存取24 v2vtkYQN
2.3数组及向量运算24 6KX/Y j~B
2.3.1数组和向量的创建24 #D%l;A e
2.3.2数组的寻址27 Sh u=o weJ
2.3.3数组的运算27 t28 y=nv
2.3.4向量运算29 wkD"EuW(
2.4矩阵及其运算30
YS>VQl
2.4.1矩阵的创建30 9i!|w kx
2.4.2矩阵的运算31 rKr\Qy+q
2.4.3矩阵的常用函数运算33 A3Vj3em
2.5多项式及其运算34 H `_{n<
2.5.1多项式的构造34 Jwbb>mB!
2.5.2多项式的运算34 b2 hXFwPe
2.5.3多项式拟合36 S\6.vw!'
2.6符号运算37 .s3y^1C
2.6.1基本符号对象37 W;.L N<bx
2.6.2符号表达式38 F2',3
2.6.3符号表达式的运算38 o_.`&Q6n
2.6.4常用的符号运算39 >2#F5c6 7
2.7MATLAB绘图40 h:r: qk
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 35~1$uRA
2.7.2二维绘图41 #$u7:p
[t
2.7.3图形修饰43 W tp;se@#
2.7.4三维绘图46 f<Y g_ TG
2.7.5特殊图形48 E7@m& R
2.7.6四维图形50 ;2547b[ ]
2.8MATLAB程序设计51 A7aW]
2.8.1M文件编辑器51 B?;P:!/1
2.8.2命令文件53 r f
=Wq_
2.8.3函数文件53 q) y<\cEO
2.8.4M文件的规则54 P"Y 7N?\](
2.8.5全局变量与局部变量54 'H'R6<z5
2.8.6程序流控制55 P:m6:F@hO
2.8.7程序设计举例58 pUeok +k_
2.8.8程序设计的基本原则60 6f;20dn 6
习题60 < ! PbD
参考文献62 n fMU4(:
P u,JR
第二部分 应用篇 jJe?pT]o
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 J |DY
/v
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 R-1C#R[
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 BSyS
DM
3.1.2电矢量垂直入射面66 \s,~| 0_V
3.1.3菲涅耳公式66 e^or qw/I
3.2光的干涉68 N$P\$
3.2.1波的叠加原理68 vm8ER,IW)
3.2.2光波的干涉71 ^8
cq
qu
3.2.3杨氏干涉实验71 t+A9nvj)
3.2.4牛顿环74 M)sAMfuUw
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 SF[}s uL
3.3光的衍射79 H ~lvUHN
3.3.1光的衍射现象79 M[7$F&&n
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 *+j r? |
3.3.3光栅衍射83 >4nQ& b.u
3.4光的偏振84 /2: s g1
3.4.1光波的偏振态84 =v=u+n O
3.4.2光波的偏振态的仿真85 :} D TK
3.5平行光束通过透镜聚焦87 sQLjb8!7
3.5.1平凸透镜光线追迹87 sQMfU{S /
参考文献90 m[Cp
G=32B
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 F? ?gVa aj
4.1信息光学函数91 @$5= 4HA
4.1.1矩形函数91 [s~6,wz
4.1.2阶跃函数93 6K5m Mu#4
4.1.3符号函数94 wfQImCZ>l
4.1.4sinc函数94 &|fWtl;43
4.1.5高斯函数95 xi15B5 _Ps
4.2傅里叶变换97 5GDg _9Bz
4.3卷积定理99 yM J(Sf
4.4傅里叶透镜的仿真101 F?b"Rv
4.5计算全息103 YGOhUT |
4.5.1全息透镜103 Z~ u 3{
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 @81N{tg-
参考文献107 kp^q }iS
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 =&WH9IKz
5.1图像及数字图像简介108 |P7F Pmn
5.1.1索引图像108 %g~zE a-g
5.1.2RGB图像109 ?7A>|p?"
5.1.3二值图像109 aA'of>'ib|
5.1.4灰度图像109 LU+}iA)
5.2数字图像的读取、显示及输出110 YhL^kM@c
5.2.1图像的读取110 q5\iQ2f{WV
5.2.2图像的显示110 T%SK";PAU$
5.2.3图像的输出112 ^n*:zmD
5.2.4添加颜色条112 $
U-#woXa
5.3图像类型的转化113 Mt&n|']`8
5.3.1dither函数113 TVAa/ _y2`
5.3.2gray2ind函数114 XCyr r 2^
5.3.3im2bw函数115 DC2[g9S>8@
5.3.4rgb2gray函数116 O6Y1*XTmH6
5.3.5rgb2ind函数116 ^m -w@0^z
5.4图像的代数操作117 u]& +TR
5.4.1图像的相加117 6dhzx; A
5.4.2图像的相减119 hp}JKj@
5.4.3图像的相乘121 'ji|'x T
5.4.4图像的相除121 a7jE*%f9
5.5图像的对比度增强123 Uz%2{HB@{
5.5.1线性变换123 $0Un'"`S
5.5.2非线性变换123 y-mjfW`n
5.6图像的锐化124 $.zd,}l@L
5.6.1边界提取和锐化124 3 5/ s\
5.6.2锐化滤波器125 )C0d*T 0i
5.7图像的边缘检测127 O"J"H2}S
5.7.1边缘检测算子127 NYc ;Zwv9
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 %$67*pY'JH
5.8基于灰度的图像分割131 5E
=!L
g
5.9图像的膨胀与腐蚀134 -Sa-eWP
5.9.1膨胀和腐蚀134 Y)D F.ca(
5.9.2结构元素134 >.-4CJ])d
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 -?NAA]P5c@
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 A[u B)wWsn
参考文献136 }4kQu#0o")
P 2)/!+`a
第三部分 实例篇 WG
+]
第6章课程设计综合实例139 -#,4rN#
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 s01=C3
6.1.1设计目的139 <7`U1DR=
6.1.2设计任务及具体要求139 aI 1 tG
6.1.3基本原理概述139 0rxGb} b*
6.1.4设计方案及验证140 K|=va>
参考文献148 d
'\ ^S}
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 +%Z:k
6.2.1设计目的148 c[Z#q*Q
6.2.2设计任务及要求148 Vz e vOS
6.2.3设计原理概述149 (,b\"Q
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 xXS fYW
参考文献154 v7,- Q*
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 0bOT&Z^
6.3.1设计目的154 P3v4! tR
6.3.2设计任务及要求155 H'Jz:6
6.3.3设计原理概述155 yatZ Al(B
6.3.4MATLAB仿真实现155 e@iz`~[
参考文献160 ;7*T6~ tv
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 P_)=sj!>-
6.4.1设计目的161 m]c 1DvQb
6.4.2设计任务及要求161 oA3;P]~ [
6.4.3设计原理概述161 N_d{E/
6.4.4设计实现163 ay]l\d2!3
参考文献169 rU|?3x
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 L
nyow}
6.5.1设计目的169 D;[%*q*
6.5.2设计任务及要求169 ]} n|5
6.5.3设计原理概述169 t:b}Mo0
6.5.4设计实现171 s"p\-Z
参考文献178 H-mQ{K^
6.6基于MATLAB的相关识别178 4vV\vXT *
6.6.1设计目的178 wj 5,_d)
6.6.2设计任务及要求178 v Ov"^X
6.6.3设计原理概述178 ^tIYr <I
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 t#w,G
参考文献183 pJ uD+v
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 t%Bh'HkG
6.7.1设计目的183 k{U[ U1j
6.7.2设计任务及要求183 E&f/*V^
6.7.3设计原理概述183 x=kJl GT
6.7.4设计实现185 5&xbGEP$
参考文献187 O%w'n z"
6.8基于MATLAB的激光束合成187 b1QHZY\g{
6.8.1设计目的187 U>@AE
6.8.2设计任务及要求188 %evtIU<h
6.8.3设计原理概述188 ! Y&] Y
G
6.8.4设计实现188 *E a)b -
参考文献193 {
SDnVV
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 VP <LY/'f
6.9.1设计目的194 z[K)0@ 8 6
6.9.2设计任务及要求194 ,
K:d/
6.9.3设计原理概述194 A4Q{(z-?
6.9.4设计实现197 ^# 4e_&4
参考文献200 'p@m`)Z
6.10基于MATLAB的人脸识别200
,<Wt8'e
6.10.1设计目的200 R7O<>kt
6.10.2设计任务及具体要求201 |~&cTDd
6.10.3基本原理概述201 mF
UsTb]f
6.10.4设计方案及验证201 Zr =B8wu T
6.10.5结论208 <[ u(il
参考文献208
