《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。 *O?c~UJhhV
《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。 5J5si<v25
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。 (FuIOR
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第一部分 语言篇 ~%{2Z_t$
第1章MATLAB语言概述3 "4j~2{{ F
1.1MATLAB简介3 "gM^ o
1.1.1MATLAB的发展历程3 | HazM9=
1.1.2MATLAB的主要特点3 @Mk`Tl
1.2MATLAB的系统组成4 ]B8
A
1.2.1MATLAB开发环境4 q76POytV|
1.2.2MATLAB数学函数库5 }d$-:l ,w
1.2.3MATLAB语言5 8*ZsR)!
1.2.4MATLAB图形处理系统5 MB plh VK8
1.2.5MATLAB程序接口5 en<mm#Ab
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 J[ds.~ $
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 pwUXM?$R
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 8:cbr/F<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 #6sz@X fV
1.4.1菜单和工具栏9 OvdT* g=8*
1.4.2命令行窗口10 rk= D5E7
1.4.3工作区11 [P$Xr6#
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 x)5}:b1B=
1.5.1帮助窗口11 ZWs
1.5.2帮助命令12 ~lj~ ]j
1.5.3演示系统（Demos）13 kmB!NxF>)F
1.5.4帮助系统导航浏览器13 F_-Lu]*
1.5.5远程帮助系统14 f~IJ4T2#N
1.6MATLAB的基本操作命令14 k.T=&0J_1
1.6.1通用命令和编辑键14 ul{x|R
1.6.2文件管理15 _vQ52H,
1.7MATLAB使用初步16 K g@'mG
习题16 OATdmHW
第2章MATLAB的基本语法17 Vns3859$8
2.1数据类型17 jnH\}IB
2.1.1数值类型17 {>&~kM@
2.1.2字符串17 De $AJl
2.1.3逻辑类型19 > A#5` $i
2.1.4元胞数组20 Q=~"xB8
2.1.5构架数组21 p6M9uu
2.1.6函数句柄（function）21 cx}Yu8
2.2变量22 [g}Cve#i
2.2.1变量命名的规则22 'o$ j~Mr
2.2.2变量的赋值22 b|#=kPVgL}
2.2.3MATLAB变量的显示23 nF3}wCe)
2.2.4MATLAB变量的存取24 0RR |!zEu
2.3数组及向量运算24 Mk! Fy]3
2.3.1数组和向量的创建24 H R>Y?B{
2.3.2数组的寻址27 CK* * RZ
2.3.3数组的运算27 MlO OB
2.3.4向量运算29 bQ< qdGa
2.4矩阵及其运算30 ;p`1Y<d-O
2.4.1矩阵的创建30 3i^X9[ .
2.4.2矩阵的运算31 >CB-a :
2.4.3矩阵的常用函数运算33 6 F\ 6,E
2.5多项式及其运算34 @ !ChPl
2.5.1多项式的构造34 &OR(]Wt0
2.5.2多项式的运算34 I8H3*DE
2.5.3多项式拟合36 K7}.# *% ~
2.6符号运算37 0cG '37[
2.6.1基本符号对象37 rxCzPF
2.6.2符号表达式38 [lmF2
2.6.3符号表达式的运算38 {DO 9%ej)
2.6.4常用的符号运算39 j#HXuV6
2.7MATLAB绘图40 LIg1U
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 V"Q\7,_k.
2.7.2二维绘图41 -FeXG#{)
2.7.3图形修饰43 A#U! KX
2.7.4三维绘图46 #~0Nk6*u
2.7.5特殊图形48 *P mZqe
2.7.6四维图形50 p1N}2]e
2.8MATLAB程序设计51 x#{!hL
5G
2.8.1M文件编辑器51 84ij4ZYe
2.8.2命令文件53 +Z`=iia>
2.8.3函数文件53 F^Ut ZG+
2.8.4M文件的规则54
Y@,iDQ
2.8.5全局变量与局部变量54 E'iE#He
2.8.6程序流控制55 0 R
x#Fm
2.8.7程序设计举例58 2>z YJqG|
2.8.8程序设计的基本原则60 .7iRV
习题60 H oI6(t
参考文献62 :!gNOR6Lh
/t5)&
第二部分 应用篇 |Xt G9A>
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 bWSN]]e1#
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 >oh Cz@~
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ay"jWL-
3.1.2电矢量垂直入射面66 @ @[xTyA
3.1.3菲涅耳公式66 IjI'Hx
3.2光的干涉68 0U42QEG2
3.2.1波的叠加原理68 q,v<:sS9T
3.2.2光波的干涉71 wt($trJ
3.2.3杨氏干涉实验71 \gA!)q.;
3.2.4牛顿环74 Gp%po@A&
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 wAh]C;+ {
3.3光的衍射79 DrRK Sc(u9
3.3.1光的衍射现象79 {f06Ki
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 :{ u`qi
3.3.3光栅衍射83 c~0kZ A6
3.4光的偏振84 xGs}hVlZiC
3.4.1光波的偏振态84 J 8i;E 4R
3.4.2光波的偏振态的仿真85 d$IROZK-D
3.5平行光束通过透镜聚焦87 !G OaBs
3.5.1平凸透镜光线追迹87 @9 /I^Zk
参考文献90 *)m:u :
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 b.*LmSX#
4.1信息光学函数91 sXVl4!=l6
4.1.1矩形函数91 O|Uz)Y94
4.1.2阶跃函数93 (p]FI # y
4.1.3符号函数94 "vGh/sXW
4.1.4sinc函数94 }`R,C~-|^
4.1.5高斯函数95 0O3O^
0
4.2傅里叶变换97 gt{kjrTv&
4.3卷积定理99 s`yzeo
4.4傅里叶透镜的仿真101 "GMU~594
4.5计算全息103 U]hqRL
4.5.1全息透镜103 I Q &PPC
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 aH }/+Hu-
参考文献107 bBIh}aDN
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 N+&uR!:.C
5.1图像及数字图像简介108 z'l$;9(y
5.1.1索引图像108 t:wBh'K~R8
5.1.2RGB图像109 BN*:*cmUl
5.1.3二值图像109 i'f w>-0
5.1.4灰度图像109 7FH(C`uKi
5.2数字图像的读取、显示及输出110 [>ghs_?dZ
5.2.1图像的读取110 "ESc^28
5.2.2图像的显示110 APu$t$dmm
5.2.3图像的输出112 8eqTA 8$?
5.2.4添加颜色条112 A f'&, 1=q
5.3图像类型的转化113 h)Y] L#R
5.3.1dither函数113 rK gl:s j+
5.3.2gray2ind函数114 |>Q>d8|k
5.3.3im2bw函数115 aM5]c c%
5.3.4rgb2gray函数116 n)yDep]$G
5.3.5rgb2ind函数116 Sk{skvd;
5.4图像的代数操作117 ~ z^?+MgZ2
5.4.1图像的相加117 zPn b_[YF
5.4.2图像的相减119 j]Gn\QF
5.4.3图像的相乘121 b<FE
5.4.4图像的相除121 O Z
./suR)
5.5图像的对比度增强123 Bx4 5yaT
5.5.1线性变换123 !Yof%%m$;
5.5.2非线性变换123 nDn J}`k
5.6图像的锐化124 kk
fWiPO^
5.6.1边界提取和锐化124 ;nSF\X(;{
5.6.2锐化滤波器125 XFWpHe_ L
5.7图像的边缘检测127 HV%/baX]
5.7.1边缘检测算子127 y:)^*2GA-B
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 !!\}-r^y%
5.8基于灰度的图像分割131 ]i
{yJ )i
5.9图像的膨胀与腐蚀134 sVx}(J
5.9.1膨胀和腐蚀134 =p+n(C/
5.9.2结构元素134 AM+5_' S,
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 dWz?`B{'
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 O9daeIF0#
参考文献136 m>=DJ{KQ
^ ]9K>}
第三部分 实例篇 pU_3Z3C eE
第6章课程设计综合实例139 ?NwrdcQ
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 A8f.h5~9
6.1.1设计目的139 ^kfqw0!
6.1.2设计任务及具体要求139 t:2 DB)
6.1.3基本原理概述139 z~Q=OPCnY
6.1.4设计方案及验证140 pGD@R=8
参考文献148 G*IP?c>=
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 G*z\
^H
6.2.1设计目的148 "pkdZ
6.2.2设计任务及要求148 <WP@q&^k\
6.2.3设计原理概述149 QIi y\E %
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 )Qb,zS6
参考文献154 i "&FW&W
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 | Gic79b
6.3.1设计目的154 yzN[%/
6.3.2设计任务及要求155 NQ`D" n
6.3.3设计原理概述155 hDxq9EF
6.3.4MATLAB仿真实现155 `,]Bs*~
参考文献160 `X<B+:>v-
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 j n^X{R\
6.4.1设计目的161 u"h/ERCa
6.4.2设计任务及要求161 Cd*h4Q]S
6.4.3设计原理概述161 MZGhN
brd
6.4.4设计实现163 u HU@j(&c
参考文献169 Ef] Hpjvp
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 X,Na4~JO (
6.5.1设计目的169 e!5} #6Kd
6.5.2设计任务及要求169 -;9
}P
6.5.3设计原理概述169 I V,4BQ$
6.5.4设计实现171 i}vJI}S.$
参考文献178 l@);U%\pS
6.6基于MATLAB的相关识别178 oz&`3`
6.6.1设计目的178 9JFN8Gf*)
6.6.2设计任务及要求178 zamMlmls^
6.6.3设计原理概述178 -PV1x1|
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 PCl5,]B}
参考文献183 CNN9a 7
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 irQ'Rm [
6.7.1设计目的183 r,;ca6>5H
6.7.2设计任务及要求183 m?(8T|i
6.7.3设计原理概述183 ^Wld6:L{I
6.7.4设计实现185 V|u2(*
参考文献187 6 nTM~]5.
6.8基于MATLAB的激光束合成187 (~DW_+?]'
6.8.1设计目的187 brA#p>4]Wf
6.8.2设计任务及要求188 [1rQ'FBB^1
6.8.3设计原理概述188 =e6p v#
6.8.4设计实现188 ~ YH?wdT
参考文献193 P3 "R2-
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ,'
k?rQ
6.9.1设计目的194 F;Q,cg M
6.9.2设计任务及要求194 _r-LX"
6.9.3设计原理概述194 v_XN).f;
6.9.4设计实现197 -+E.I*st
参考文献200 |mt W)
6.10基于MATLAB的人脸识别200 $0[T<]{/?
6.10.1设计目的200 DvH-M3
6.10.2设计任务及具体要求201 ]nsjYsT
6.10.3基本原理概述201 =2&\<Q_Fi
6.10.4设计方案及验证201 X9| Z ?jJ
6.10.5结论208 ?TA7i b_
参考文献208
