《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。 [S<DdTY9hZ
《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。 -iW[cj
R`$
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。 wZOO#&X#r
h] D=v B
第一部分 语言篇 ( Bmjz*%M
第1章MATLAB语言概述3 !c *^:0
1.1MATLAB简介3 a.Mp1W
1.1.1MATLAB的发展历程3
Cw+ (,1
1.1.2MATLAB的主要特点3 o?%x!m>
1.2MATLAB的系统组成4 V*)6!N[5
1.2.1MATLAB开发环境4 YqDw*S{
1.2.2MATLAB数学函数库5 I 5bi^!i
1.2.3MATLAB语言5 fO:*85 %}7
1.2.4MATLAB图形处理系统5 _QErQ^`
1.2.5MATLAB程序接口5 f?{Y<M~]
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 CId`6W
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ]Wy V bIu
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 @*_K#3
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 8F@6^9C
1.4.1菜单和工具栏9 n ;q7? KW8
1.4.2命令行窗口10 dyx 4_!fO
1.4.3工作区11 ^< E,aCy
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 "qDEI}
1.5.1帮助窗口11 - jyD!(
1.5.2帮助命令12 b ;}MA7=
1.5.3演示系统（Demos）13 v\HGL56T
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Y] n^( V
1.5.5远程帮助系统14 G's/Q-'[\
1.6MATLAB的基本操作命令14 BHK_=2WYz
1.6.1通用命令和编辑键14 GN>T }
1.6.2文件管理15 R]r~TJ o
1.7MATLAB使用初步16 Z os~1N]3
习题16 d)0%|yX6
第2章MATLAB的基本语法17 kNjbpC E\!
2.1数据类型17 V~+Unn
2.1.1数值类型17 t]vz+VQ
2.1.2字符串17 |MRxm"]A
2.1.3逻辑类型19 gVD!.
2.1.4元胞数组20 :J<S-d=
2.1.5构架数组21 !BY=HFT
2.1.6函数句柄（function）21 %v|,-B7Yx
2.2变量22 PC U6E9~t2
2.2.1变量命名的规则22 S\ li<xl
2.2.2变量的赋值22 SKS [L f
2.2.3MATLAB变量的显示23 "TxXrt%>A
2.2.4MATLAB变量的存取24 xp39TiXJ*
2.3数组及向量运算24 >?D rC /
2.3.1数组和向量的创建24 lS,Hr3Lz
2.3.2数组的寻址27 "90}H0(+
2.3.3数组的运算27 r>G$u
2.3.4向量运算29 =X1$K_cN
2.4矩阵及其运算30 0}b8S48|?
2.4.1矩阵的创建30 K E^_09
2.4.2矩阵的运算31 hyBS S,I
2.4.3矩阵的常用函数运算33 #F9$"L1Hg
2.5多项式及其运算34 ,wFLOfV@
2.5.1多项式的构造34 MJD4# G
2.5.2多项式的运算34 /R,/hi Kx\
2.5.3多项式拟合36 [mwfgh&4%
2.6符号运算37 5I<?HsK@
2.6.1基本符号对象37 ogPfz/ hw
2.6.2符号表达式38 ` Y ut 1N
2.6.3符号表达式的运算38 `\qU.m0(j
2.6.4常用的符号运算39 r&H>JCRZ<=
2.7MATLAB绘图40 Gm|QOuw
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 HL)1 {[|`
2.7.2二维绘图41 "w A 8 J%:
2.7.3图形修饰43 \"lzmxe0p
2.7.4三维绘图46 l9<+4rK2
2.7.5特殊图形48 !^N/n5eoz
2.7.6四维图形50 >!oN+8[~
2.8MATLAB程序设计51 Na`qA j}
2.8.1M文件编辑器51 ~{N|("nB
2.8.2命令文件53 "W1 q}4_
2.8.3函数文件53
s$]I@;_
2.8.4M文件的规则54 T @z$ g
2.8.5全局变量与局部变量54 [oYe/<3
2.8.6程序流控制55 g%+nMjif
2.8.7程序设计举例58 qS7*.E~j|]
2.8.8程序设计的基本原则60 sX=!o})0
习题60 crmnh4-
参考文献62 SC!IQ80H#D
7IvCMb&%R
第二部分 应用篇 P ffwNj/l
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 GRs ;-Jt
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 d }]b
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 E+Gea[c
3.1.2电矢量垂直入射面66 u&g} !Smc8
3.1.3菲涅耳公式66 Ge
@d"
3.2光的干涉68 U M#]ol h
3.2.1波的叠加原理68 ;DGWUK.U[H
3.2.2光波的干涉71 Y>z(F\
3.2.3杨氏干涉实验71 cJty4m-
3.2.4牛顿环74 u!X 2ju<
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 '-* r&:
3.3光的衍射79 8m 9G^s`[
3.3.1光的衍射现象79 co12\,aD
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 X~j
A*kmAj
3.3.3光栅衍射83 f.u{;W
3.4光的偏振84 fW\u*dMMZE
3.4.1光波的偏振态84 - Zw"o>
3.4.2光波的偏振态的仿真85 q6,xsO,+
3.5平行光束通过透镜聚焦87 6Z 'zB&hM}
3.5.1平凸透镜光线追迹87 M0]fh 5O
参考文献90 %ZxKN ;
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 w68qyG|wM
4.1信息光学函数91 ?Jma^ S
4.1.1矩形函数91 x^;n fqn|
4.1.2阶跃函数93 } M1<a 4~
4.1.3符号函数94 EZ=M^0=Hpf
4.1.4sinc函数94 Oc8+an1m
4.1.5高斯函数95 3b_#xr-
4.2傅里叶变换97 R Ofm Ac
4.3卷积定理99 1n5& PN u
4.4傅里叶透镜的仿真101 jALo;PDJ
4.5计算全息103 kiECJ@5p
4.5.1全息透镜103 k P| !!N
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 5<S1 ,u5
参考文献107 ES+&e/G"ds
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 Z@*Z@]FC
5.1图像及数字图像简介108 \2LCpN
5.1.1索引图像108 .p5*&i7
5.1.2RGB图像109 6s uc0
5.1.3二值图像109 ]~ oM'?&!
5.1.4灰度图像109 @<AIPla
5.2数字图像的读取、显示及输出110 tF'67,~W
5.2.1图像的读取110
!]`]67lC
5.2.2图像的显示110 B
O"+m
5.2.3图像的输出112 NN$`n*;l
5.2.4添加颜色条112 hVID~L$
5.3图像类型的转化113 eFx*l YjA
5.3.1dither函数113 A/.cNen
5.3.2gray2ind函数114 G
cbal:q
5.3.3im2bw函数115 $~2A o[
5.3.4rgb2gray函数116 vD*KJ3(c
5.3.5rgb2ind函数116 D QRt\!
5.4图像的代数操作117 m1cyCD
5.4.1图像的相加117 ~ 7k
b4[
5.4.2图像的相减119 <ImeZ'L7
5.4.3图像的相乘121 6$z UFIk
5.4.4图像的相除121 d `xqs,0f
5.5图像的对比度增强123 %1lLUgf3G/
5.5.1线性变换123 o 1b#q/
5.5.2非线性变换123
W i|.Z/
5.6图像的锐化124 9 (&!>z
5.6.1边界提取和锐化124 4bK Z@r%
5.6.2锐化滤波器125 O=m J8W@
5.7图像的边缘检测127 7j]@3D9[:p
5.7.1边缘检测算子127 ~:0h o
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 t2E_y6
5.8基于灰度的图像分割131 N0XGW_f
5.9图像的膨胀与腐蚀134 kn<[v;+
5.9.1膨胀和腐蚀134 D /)x e:
5.9.2结构元素134 [m"X*Z F
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 "47nc1T+n
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g_q{3PW.
参考文献136 ~p8!Kb6
Z<w g`
第三部分 实例篇 Qejzp/2
第6章课程设计综合实例139 +uH1rF_&@
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 2{qoWys8[
6.1.1设计目的139 9:m+mpL=9
6.1.2设计任务及具体要求139 W[vak F
6.1.3基本原理概述139 ugL$W@
6.1.4设计方案及验证140 3}vlj:L
参考文献148 4f>Vg$4
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 mT9TSW}
6.2.1设计目的148 d W=]|t&
6.2.2设计任务及要求148 AvwX 2?tc
6.2.3设计原理概述149 P--#5W;^oB
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ei"FN3 Rm
参考文献154 7+z%O3k'I
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 m3,v&Z
6.3.1设计目的154 +[>m`X Tq
6.3.2设计任务及要求155 Coyop#q#"{
6.3.3设计原理概述155 K 4
>d
6.3.4MATLAB仿真实现155 l^SKd
参考文献160 E 0* 81PS
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7[K$os5al
6.4.1设计目的161 >y az
6.4.2设计任务及要求161 yNqrL?i
6.4.3设计原理概述161 1M+mH#?
6.4.4设计实现163 avT>0b :
参考文献169 U"ZD t
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 h qxe
6.5.1设计目的169 D,R/abYZH
6.5.2设计任务及要求169 0h5T&U]${Y
6.5.3设计原理概述169 BeV Q [
6.5.4设计实现171 ^
sz4rk
参考文献178 Bkcs4 x
6.6基于MATLAB的相关识别178 uYs+ x X_
6.6.1设计目的178 8L&# <Ol
6.6.2设计任务及要求178 w+JDu_9+A]
6.6.3设计原理概述178 jbG #__#_
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 N (43+
参考文献183 $V@IRBm
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 P B`94W
6.7.1设计目的183 z,^baU
6.7.2设计任务及要求183
a|OX 4
6.7.3设计原理概述183 YUc&X ^O
6.7.4设计实现185 x&kF ;UC
参考文献187 p(
z.[
6.8基于MATLAB的激光束合成187 0uj3kr? cv
6.8.1设计目的187 C ^ uXJ~8
6.8.2设计任务及要求188 K)&AR*Tc
6.8.3设计原理概述188 v_b%2;<1
6.8.4设计实现188 R@ihN?k
参考文献193 RCsd
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 C7nLa@
6.9.1设计目的194 =WHd y;
6.9.2设计任务及要求194 $L3UDX+F
6.9.3设计原理概述194 G"C'/
6.9.4设计实现197 &L;0%
参考文献200 -l^ u1z
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ]r| X[9
6.10.1设计目的200 LB-4/G$
6.10.2设计任务及具体要求201 Qxt ,@<IK
6.10.3基本原理概述201 A?Uyj
6.10.4设计方案及验证201 ':J[KWuV
6.10.5结论208 X\uN:;?#W{
参考文献208
