《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。 oIv\Xdc8 1
《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。 M `49ydh&
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。 * %n(t+'q
s?7"iE
第一部分 语言篇 1 wLEkp!~
第1章MATLAB语言概述3 s(8e)0Tl
1.1MATLAB简介3 VT2f\d[Q
1.1.1MATLAB的发展历程3 )ZMR4U$+v
1.1.2MATLAB的主要特点3 7U2?in}?Qi
1.2MATLAB的系统组成4 ZkmY pi[
1.2.1MATLAB开发环境4 ') K'Ea
1.2.2MATLAB数学函数库5 y1bo2 8
1.2.3MATLAB语言5 l\_81o Z
1.2.4MATLAB图形处理系统5 m9mkZ:r(kV
1.2.5MATLAB程序接口5 b#W(&b^q
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 #A 7|=E
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 =3EE- %eF!
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 "Ky&x$dje
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 c+ukVn`r
1.4.1菜单和工具栏9 & R,QJ4L
1.4.2命令行窗口10 PB;j4
1.4.3工作区11 'Gqo{wl
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 mCSt.n~
1.5.1帮助窗口11 "V <WC"
1.5.2帮助命令12 "]}?{ 2i;
1.5.3演示系统（Demos）13 i}/Het+(
1.5.4帮助系统导航浏览器13 T-y5U},
1.5.5远程帮助系统14 `4 -m$ab
1.6MATLAB的基本操作命令14 o]aMhSol
1.6.1通用命令和编辑键14 ke19(r Ch
1.6.2文件管理15 cuh Z_ l
1.7MATLAB使用初步16 l9naqb:iP
习题16 z,g\7F[
第2章MATLAB的基本语法17 4"s/T0C
2.1数据类型17 Huc|HL#C
2.1.1数值类型17 jJV1 /]TJ
2.1.2字符串17 iZE7
B7 K
2.1.3逻辑类型19 tR<L9h
2.1.4元胞数组20 +R',$YzD
2.1.5构架数组21 #F#M<d3-2
2.1.6函数句柄（function）21 ;{1 ws
2.2变量22 59H~qE1Md
2.2.1变量命名的规则22 N=j$~,yG
2.2.2变量的赋值22 P\%aJ'f~
2.2.3MATLAB变量的显示23 6E$ET5p& l
2.2.4MATLAB变量的存取24 >"[Nmx0;w
2.3数组及向量运算24 7X8n|NZRH7
2.3.1数组和向量的创建24 "4L_BJ Z
2.3.2数组的寻址27 \ t]_UNGyW
2.3.3数组的运算27 +J3Y}A4W3X
2.3.4向量运算29 2Yg\<Ps N
2.4矩阵及其运算30 LY2QKjgP
2.4.1矩阵的创建30 B:6VD /qC
2.4.2矩阵的运算31 )v %tyU
2.4.3矩阵的常用函数运算33 <
49\B
2.5多项式及其运算34 I+rLKGZC
2.5.1多项式的构造34 /%AA\`: 6
2.5.2多项式的运算34 }1|FES
2.5.3多项式拟合36 jZ0/@zOf
2.6符号运算37 z}-8pDD'
2.6.1基本符号对象37 .RPh#FI6J
2.6.2符号表达式38 c@ lH
2.6.3符号表达式的运算38 r85j /YK
2.6.4常用的符号运算39 LZ8x h
2.7MATLAB绘图40 a6'T ]DW0W
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 7)*QX,4C
2.7.2二维绘图41 PoZxT-U
2.7.3图形修饰43 FO)`&s"&2
2.7.4三维绘图46 \J6&Z13Q
2.7.5特殊图形48 $*C'{&2
2.7.6四维图形50 IJBIO>Z/
2.8MATLAB程序设计51 ?I7%ueFY
2.8.1M文件编辑器51 .50ql[En
2.8.2命令文件53 pDt 45
2.8.3函数文件53 vP^V3
2.8.4M文件的规则54 AS a)xf9
2.8.5全局变量与局部变量54 M S& 'Nj
2.8.6程序流控制55 tJ pK/"R'
2.8.7程序设计举例58 lI;ACF^
2.8.8程序设计的基本原则60 S5e"}.]|
习题60 T&->xe f=
参考文献62 U,V +qnS
$ spk.j
第二部分 应用篇 tHFBLM
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 R/kF,}^ F
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 LUEZqIf
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 beFD}`
3.1.2电矢量垂直入射面66 <X ([VZ
3.1.3菲涅耳公式66 Q@/Z~xw"'I
3.2光的干涉68 !f G}<6&i
3.2.1波的叠加原理68 ;ibOd~
3.2.2光波的干涉71 "B0I$`~wu
3.2.3杨氏干涉实验71 [#;CBs5o
3.2.4牛顿环74 O |*-J
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 VJgYXPE
`
3.3光的衍射79
ITfz/ d8
3.3.1光的衍射现象79 "f>`ZFp^
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 r tH
#j
3.3.3光栅衍射83 dg4q+
3.4光的偏振84 Z
|<
3.4.1光波的偏振态84 cg^=F_h
3.4.2光波的偏振态的仿真85 @gk{wh>c
3.5平行光束通过透镜聚焦87 d*l2x[8}g-
3.5.1平凸透镜光线追迹87 f}7/UGd
参考文献90 $tDM
U3,W
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ) h=[7}|
4.1信息光学函数91 VTK +aI
4.1.1矩形函数91 3y yVI#
4.1.2阶跃函数93 t"X^|!hKIF
4.1.3符号函数94 c N~F32<
4.1.4sinc函数94 I.ku Y D62
4.1.5高斯函数95 13f 'zx(AO
4.2傅里叶变换97 +Os9}uKf
4.3卷积定理99 ))E| SAr
4.4傅里叶透镜的仿真101 n= FOB0=
4.5计算全息103 W( 'V2Z-q
4.5.1全息透镜103 a=M/0N{!
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 '? d5L+ 9
参考文献107 6Tsi^((Li
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 K1zH\wH
5.1图像及数字图像简介108 MC%!>,tC
5.1.1索引图像108
#M|q}jA|
5.1.2RGB图像109 6`Diz_(
5.1.3二值图像109 <J-. ,:
5.1.4灰度图像109 ? s[!JeUA
5.2数字图像的读取、显示及输出110 BB.120v&N
5.2.1图像的读取110 b
4A1M
5.2.2图像的显示110 wLy:S .r
5.2.3图像的输出112 |J :m{
5.2.4添加颜色条112 (;(2 n;i[M
5.3图像类型的转化113 iO 7s zi
5.3.1dither函数113 qEfg-`*M
5.3.2gray2ind函数114 +7r?vo1
5.3.3im2bw函数115 VbX$\Cs:
5.3.4rgb2gray函数116 Qb' Q4@.
5.3.5rgb2ind函数116 ;OS EMgB1
5.4图像的代数操作117 d^ I:{Ii'
5.4.1图像的相加117 4tz@?T Cb
5.4.2图像的相减119 fwv.^k x
5.4.3图像的相乘121 x]vyt}oCmk
5.4.4图像的相除121 %XH%.Ps/
5.5图像的对比度增强123 S0 ?e/VWy
5.5.1线性变换123 E6#")2C~
5.5.2非线性变换123 :"`1}Q
5.6图像的锐化124 '}F..w/
5.6.1边界提取和锐化124 9b)'vr*Hy7
5.6.2锐化滤波器125 D;6C2>U~L
5.7图像的边缘检测127 N'YQ 6U
5.7.1边缘检测算子127 F {laA YE
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 cQ(,M
5.8基于灰度的图像分割131 bpdluWS+ )
5.9图像的膨胀与腐蚀134 spma\,o
5.9.1膨胀和腐蚀134 3 ]w a8|
5.9.2结构元素134 \!wo<UX%
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 R*VE eLx
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ';I(#J6
参考文献136 Vs(D(d,
/l;_ xs
第三部分 实例篇 R_b)2 FU1y
第6章课程设计综合实例139 ww) ow\
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 UD_8#DO{m1
6.1.1设计目的139 U,Th-oU
6.1.2设计任务及具体要求139 )Tw A?kj
6.1.3基本原理概述139 }U qL2KXi4
6.1.4设计方案及验证140 N\85fPSMG|
参考文献148 56H~MnX
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 wc?YzXP+
6.2.1设计目的148 f9^ML b6)
6.2.2设计任务及要求148 na3lbwq
6.2.3设计原理概述149 YZz8x tM<2
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 (VBO1 f
参考文献154 ! XO" lS
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 spTIhZ
6.3.1设计目的154 GSVLZF'+
6.3.2设计任务及要求155 q1Ehl
S
6.3.3设计原理概述155 p)s *Cw
6.3.4MATLAB仿真实现155 .cs4AWml <
参考文献160 ]wEFm;N
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7mnZ,gpb
6.4.1设计目的161 Q'0:k{G
6.4.2设计任务及要求161 G1ED=N_#
6.4.3设计原理概述161 %[BOe4[
6.4.4设计实现163 y ~Vl0f;
参考文献169 6{H@VF<QY!
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 lLN5***47J
6.5.1设计目的169 wQ '_ , d
6.5.2设计任务及要求169 fn Pej?f:
6.5.3设计原理概述169 d%#5roR4<
6.5.4设计实现171 7|X.E
参考文献178 6d;RtCENo
6.6基于MATLAB的相关识别178 'y|p)r"
6.6.1设计目的178 , b74 m
6.6.2设计任务及要求178 3mT 6HGSKR
6.6.3设计原理概述178 %+L3Xk]m'
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 !uAqY\Is
参考文献183 DxxY<OkN
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 3Cg0^~?6-
6.7.1设计目的183 <+AvbqDe
6.7.2设计任务及要求183 I04c7cDp
6.7.3设计原理概述183 JF(&+\i<p
6.7.4设计实现185 < [q{0,
参考文献187 h{?cs%lZ
6.8基于MATLAB的激光束合成187 =|IY[2^
6.8.1设计目的187 sg4T X?I
6.8.2设计任务及要求188 !0Eo9bU%@
6.8.3设计原理概述188 b21@iW
6.8.4设计实现188 5KL??ao-
参考文献193 (`&E ^t
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 A<[BR*n
6.9.1设计目的194 ;bkvdn}
6.9.2设计任务及要求194 lj@ ibA]
6.9.3设计原理概述194 8 G:f[\^
6.9.4设计实现197 0w?G&jjNtM
参考文献200 /C/I_S}H
6.10基于MATLAB的人脸识别200 YeV kX{y
6.10.1设计目的200 EO G &Xa
6.10.2设计任务及具体要求201 pZ&?uo67_
6.10.3基本原理概述201 Us4# O&
6.10.4设计方案及验证201 (RI+4V1
6.10.5结论208 E/3<8cV
参考文献208
