《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。 (;T^8mI2
《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。 vB.E3 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。 9s\A\$("l
]^h]t~
第一部分 语言篇 0z1ifg&
第1章MATLAB语言概述3 [pbo4e,4O
1.1MATLAB简介3 [<n2Uz7MP
1.1.1MATLAB的发展历程3 z k$FkbX
1.1.2MATLAB的主要特点3 1oR7iD^
1.2MATLAB的系统组成4 8aK)#tNWN
1.2.1MATLAB开发环境4 yA)/Q
Yge
1.2.2MATLAB数学函数库5 ZP@
$Q%up
1.2.3MATLAB语言5 &dqLP9 5
1.2.4MATLAB图形处理系统5 EMY/~bQW
1.2.5MATLAB程序接口5 (SpX w,:
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 q]T1dz ?
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 _Gn2o2T
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 Q-_N2W ?
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 QoI3>Oj=
1.4.1菜单和工具栏9 ^uKwB;@
1.4.2命令行窗口10 $ `ov4W
1.4.3工作区11 C'9Cr}cZ.
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 [%q@]\U$s
1.5.1帮助窗口11 + O8%Hm
1.5.2帮助命令12 .YhA@8nc~l
1.5.3演示系统（Demos）13 |]jb& M
1.5.4帮助系统导航浏览器13 JZ)RGSG i
1.5.5远程帮助系统14 Vc 1\i
1.6MATLAB的基本操作命令14 fz|cnU
1.6.1通用命令和编辑键14 T -.%
1.6.2文件管理15 #eoome2Q
1.7MATLAB使用初步16 s2h@~y
习题16 ^yW L,$
第2章MATLAB的基本语法17 `g(Y*uCp
2.1数据类型17 EAT"pxP
2.1.1数值类型17 /a{la8Ni
2.1.2字符串17 ]^yFaTfS
2.1.3逻辑类型19 ] ] !V K
2.1.4元胞数组20 bGN: =Y'
2.1.5构架数组21 `95r0t0hh\
2.1.6函数句柄（function）21 _GV:HOBi
2.2变量22 ?^7t'`z k
2.2.1变量命名的规则22 K18}W*$
d
2.2.2变量的赋值22 X3{G:H0\p
2.2.3MATLAB变量的显示23 caIL&G,
2.2.4MATLAB变量的存取24 @ @R7p
2.3数组及向量运算24 h{CL{ >d
2.3.1数组和向量的创建24 = I:.X ;
2.3.2数组的寻址27 W< bGDh
2.3.3数组的运算27 I4'5P}1yp
2.3.4向量运算29 DVG(V w
2.4矩阵及其运算30 qyZ"
%Kz
2.4.1矩阵的创建30 M X $0Op
2.4.2矩阵的运算31 ZT'`hK_up
2.4.3矩阵的常用函数运算33 qU+t/C.
2.5多项式及其运算34 1#C4;3i,
2.5.1多项式的构造34 ,kiv>{
2.5.2多项式的运算34 rA3$3GLQ-
2.5.3多项式拟合36 YJ^ ]
u}
2.6符号运算37 gR&Q3jlIV
2.6.1基本符号对象37 'H3^e}
2.6.2符号表达式38 v| gw9
2.6.3符号表达式的运算38 0@[$lv;OS
2.6.4常用的符号运算39 6^V=?~a&z
2.7MATLAB绘图40 eX?OYDDC0j
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 \MA+f~)9
2.7.2二维绘图41 ERUz3mjA/
2.7.3图形修饰43 VyXKZ%\dQ/
2.7.4三维绘图46 y <?kzt
2.7.5特殊图形48 ~FZ&.<s
2.7.6四维图形50 tWJZoD 6}h
2.8MATLAB程序设计51 n4s+>|\M
2.8.1M文件编辑器51 ?ME6+Z\
2.8.2命令文件53 +O" !qAiK
2.8.3函数文件53 Z
8S \@I
2.8.4M文件的规则54 ,-$LmECg
2.8.5全局变量与局部变量54 zvvhF N2s
2.8.6程序流控制55 q['Euy
2.8.7程序设计举例58 ot,jp|N>f~
2.8.8程序设计的基本原则60 mi=Q{>rb
习题60 / 'Ass(=6
参考文献62 ?5 +.`L 9H
"fQ~uzg="
第二部分 应用篇 _ 64A( U
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 xmNB29#
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 z#zI1Am(O
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 bZ?v-fn\D,
3.1.2电矢量垂直入射面66 @GPCwE1
3.1.3菲涅耳公式66 cpe+XvBuK
3.2光的干涉68 4~ q5,^kgB
3.2.1波的叠加原理68 tGD6AI1"I
3.2.2光波的干涉71 t nV/xk#!
3.2.3杨氏干涉实验71 8Ry3`ct
3.2.4牛顿环74 ++bf#qS<8D
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 LSm$dK
3.3光的衍射79 J & o |QG
3.3.1光的衍射现象79 ",p;Sd
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 |+"<wEK I
3.3.3光栅衍射83 1[mXd
3.4光的偏振84 XQrF4l
3.4.1光波的偏振态84 _- [''(E
3.4.2光波的偏振态的仿真85 2n,*Nd`
3.5平行光束通过透镜聚焦87 5<iV2Hx
3.5.1平凸透镜光线追迹87 9"@\s$
OBk
参考文献90 +cD<:"L'g
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 Km%]1X7T6
4.1信息光学函数91 $CxKuB(
4.1.1矩形函数91 teOe# *
4.1.2阶跃函数93 <m!h&_eg
4.1.3符号函数94 A ;G;^s
4.1.4sinc函数94 QsGic lU
4.1.5高斯函数95 Vmc5IPd{\
4.2傅里叶变换97 T Ix|L
4.3卷积定理99 )bA;?i
4.4傅里叶透镜的仿真101 &qLf@1AD
4.5计算全息103 5uGqX"
4.5.1全息透镜103 kJWn<5%ayg
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 x[4`fM.m*
参考文献107 NWP5If|'X
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 hMzs*gK
5.1图像及数字图像简介108 OGBHos
5.1.1索引图像108 D_?K"E=fw
5.1.2RGB图像109 pny11 C
5.1.3二值图像109 `^91%f
5.1.4灰度图像109 V@ \gS"Tu
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Xk: OL ,c
5.2.1图像的读取110 w _u\p a
5.2.2图像的显示110 |$+3a
5.2.3图像的输出112 k=2Lo
5.2.4添加颜色条112 T`/AY?#
5.3图像类型的转化113 ylUb9KusOx
5.3.1dither函数113 {qD SPo
5.3.2gray2ind函数114 32l3vv.j
5.3.3im2bw函数115 /xG*,YL/q
5.3.4rgb2gray函数116 O7u(}$D
L
5.3.5rgb2ind函数116 +[Dj5~V
5.4图像的代数操作117 |VK K#J/
5.4.1图像的相加117 oYHj~t
5.4.2图像的相减119 {Z{ 75}
5.4.3图像的相乘121 z^KJ*E
5.4.4图像的相除121 -)s qc
P
5.5图像的对比度增强123 Pnw]Tm}g
5.5.1线性变换123 PEN \-*Pv
5.5.2非线性变换123 g6nkZyw
5.6图像的锐化124 p$SX
5.6.1边界提取和锐化124 X#d~zk[r2
5.6.2锐化滤波器125 5&xB6 |k
5.7图像的边缘检测127 5NBV[EP
5.7.1边缘检测算子127 8][nmjk0
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 3E7ULK
5.8基于灰度的图像分割131 Ytgcs(
/$
5.9图像的膨胀与腐蚀134 -H QQw$
5.9.1膨胀和腐蚀134 >82@Q^O
5.9.2结构元素134 %el" BSB
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 [vg e56h
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 |].pDwg t
参考文献136 85lCj-cs
Z /Eb:
第三部分 实例篇 ~ a%Z;Aj
第6章课程设计综合实例139 7ByTnYe~S
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 J5*tJoCYS
6.1.1设计目的139 8 m5p_\&
6.1.2设计任务及具体要求139 Q)"C& ) `l
6.1.3基本原理概述139 4B=2>k
6.1.4设计方案及验证140 W egtyO
参考文献148 !GOM5z,
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 e }mD]O}
6.2.1设计目的148 )_a~}
U]=.
6.2.2设计任务及要求148 Pf*^ZB%
6.2.3设计原理概述149 $`APHjijN
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Ok>gh2e[c
参考文献154 2#o>Z4 r {
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 D@G\7 KH@
6.3.1设计目的154 `J]fcE%T0R
6.3.2设计任务及要求155 S2n39 3
6.3.3设计原理概述155 ]FD'5p{
6.3.4MATLAB仿真实现155 +U_=* "@|
参考文献160 El<]b7
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 R,)}>X|<
6.4.1设计目的161
(]_ 1
6.4.2设计任务及要求161 Tskq)N U
6.4.3设计原理概述161 )q 0. 0<f
6.4.4设计实现163 ]'5;|xc9$/
参考文献169 MzPzqm<
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 -D xL 0:E
6.5.1设计目的169 u7bLZU 0
6.5.2设计任务及要求169 rX*H)3F
6.5.3设计原理概述169 Tq NadHQ
6.5.4设计实现171 0_k '.5l%
参考文献178 =PUt&`1. a
6.6基于MATLAB的相关识别178 ay1YOfa*
6.6.1设计目的178 ZPc@Zr`z
6.6.2设计任务及要求178 6}75iIKi
6.6.3设计原理概述178 <$6QDfa#
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 XEC(P
参考文献183 BQBeo&n6
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 Ys
-T0
6.7.1设计目的183 UUF ;p2{f
6.7.2设计任务及要求183 bB
}$'
6.7.3设计原理概述183 A; 5n:Sd
6.7.4设计实现185 zR
`EU,
参考文献187 $|] " W=h
6.8基于MATLAB的激光束合成187 tBNoI
6.8.1设计目的187 Ad:TYpLD
6.8.2设计任务及要求188 cHcmgW\4
6.8.3设计原理概述188 1mfs 4
6.8.4设计实现188 o8zy^zN$6
参考文献193 $p#%G#T
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 9m|kgY# 4
6.9.1设计目的194 \I["2C]3M
6.9.2设计任务及要求194 xBUya4w
6.9.3设计原理概述194 o HMo>*?
6.9.4设计实现197 6 } 4 'E
参考文献200 ? 9 ! Z<H
6.10基于MATLAB的人脸识别200 7a# 4tqM#
6.10.1设计目的200 53c 0
E
6.10.2设计任务及具体要求201 3l[Mc Z
6.10.3基本原理概述201 N+L L@[
6.10.4设计方案及验证201 PlF87j (
6.10.5结论208 d}LR l" _n
参考文献208
