《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。 GB Yy^wjU
《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。 ;]grbqXVE
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。 M;y*`<x
4xg)e`
*U
第一部分 语言篇 E& 6I`8
第1章MATLAB语言概述3 ZN)EbTpc\a
1.1MATLAB简介3 ^4 $4x
1.1.1MATLAB的发展历程3 kH hp;<
1.1.2MATLAB的主要特点3 #'1dCh
vZ
1.2MATLAB的系统组成4 3A`]Rk
1.2.1MATLAB开发环境4 r c[~S
1.2.2MATLAB数学函数库5 7d%x 7!E
1.2.3MATLAB语言5 k/{WlLN
1.2.4MATLAB图形处理系统5 wX }p6yyN
1.2.5MATLAB程序接口5 k^;n$r"i5
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 KHZ[drb6$
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Lcv czS T
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 <9X@\uvU.<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 lj} 3 TbM
1.4.1菜单和工具栏9 Lq>lj`>
1.4.2命令行窗口10 \7 8^ O
1.4.3工作区11 nk tGO
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 cX
C [O
1.5.1帮助窗口11 *KDTBd
1.5.2帮助命令12 @;OsHudd
1.5.3演示系统（Demos）13 =>5Lp
1.5.4帮助系统导航浏览器13 rwXpB<@l@
1.5.5远程帮助系统14 `$JvWN,kB
1.6MATLAB的基本操作命令14 #d,)Qe [
1.6.1通用命令和编辑键14 W
!j-/ql
1.6.2文件管理15 r cra f4%
1.7MATLAB使用初步16 _[&V9 Jt
习题16 J.h` 0$!
第2章MATLAB的基本语法17 FCNYfjB%
2.1数据类型17 o%~fJx:]y
2.1.1数值类型17 ?SgFD4<~P
2.1.2字符串17 4 Pc-A
2.1.3逻辑类型19 :a/rwZ[r
2.1.4元胞数组20 Q GfwvFm
2.1.5构架数组21 VnW6$W?g
2.1.6函数句柄（function）21 <}[ !k<
2.2变量22 b gBvzV&'8
2.2.1变量命名的规则22 BkB _?^Nv8
2.2.2变量的赋值22 r]cq|Nv8:
2.2.3MATLAB变量的显示23 b
3Q6-
2.2.4MATLAB变量的存取24 xwZ1Q,'C
2.3数组及向量运算24 lgiKNZgB?
2.3.1数组和向量的创建24 PI%l
2.3.2数组的寻址27 kbb!2`F!%
2.3.3数组的运算27 *O'|NQhNx>
2.3.4向量运算29 C <:g"F:k
2.4矩阵及其运算30 >xo<i8<Miv
2.4.1矩阵的创建30 THQ #z Q-
2.4.2矩阵的运算31 QxW+|Gt._
2.4.3矩阵的常用函数运算33 *Lrrl
2.5多项式及其运算34 A@<
! '
2.5.1多项式的构造34 uQdH () :
2.5.2多项式的运算34 QEqYqAGzu|
2.5.3多项式拟合36 eGQ4aQ hi
2.6符号运算37 3LfF {ED@
2.6.1基本符号对象37 r~T!$Tb
2.6.2符号表达式38 1(Vv-bq$
2.6.3符号表达式的运算38 `&c[ s%0
2.6.4常用的符号运算39 C2rG3X^~Jm
2.7MATLAB绘图40 j;}-x1R
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 &q|vvF<G
2.7.2二维绘图41 j7&#R+f
2.7.3图形修饰43 )x\%*ewY
2.7.4三维绘图46 tZ62T{, a
2.7.5特殊图形48 rR@]`@9
2.7.6四维图形50 [VXQ&
2.8MATLAB程序设计51 V z
2.8.1M文件编辑器51 ,X_3#!y
2.8.2命令文件53 i695P}J2
2.8.3函数文件53 bTeuOpp
2.8.4M文件的规则54 g eK;r0(f
2.8.5全局变量与局部变量54 .?NfV %vv
2.8.6程序流控制55 b&`~%f-
2.8.7程序设计举例58 )XonFI
2.8.8程序设计的基本原则60 'Y2$9qy-L
习题60 :a&M]+!
参考文献62 >b\|%=(x!*
E7h@Y~bNhW
第二部分 应用篇 c}OveR$'&
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 o0No"8DnjH
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 *%jXjTA0D
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 BKTTta1mY
3.1.2电矢量垂直入射面66 Cw:| (`9
3.1.3菲涅耳公式66 3"Oipt+
3.2光的干涉68 e^q^ AP+*
3.2.1波的叠加原理68 _hV 34:1F
3.2.2光波的干涉71 L>/$l(
3.2.3杨氏干涉实验71 P51c Ehf
3.2.4牛顿环74 _`= qc/-0
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 y'>9' /&
3.3光的衍射79 }!fIY7gv
3.3.1光的衍射现象79 HHw&BN QG
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 Yl au
3.3.3光栅衍射83 X n0HJ^"_
3.4光的偏振84 oNXYBeu+
3.4.1光波的偏振态84 C\"C 12 n{
3.4.2光波的偏振态的仿真85 JQ}4{k
3.5平行光束通过透镜聚焦87 lv] U)p
3.5.1平凸透镜光线追迹87 v,K um<oi?
参考文献90 !2AD/dtt
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 A iR# :r
4.1信息光学函数91 6%t6u3
4.1.1矩形函数91 bh8GP]*E|
4.1.2阶跃函数93 > Q=e 9L=
4.1.3符号函数94 p
Cx_[#DrP
4.1.4sinc函数94 2va[= >_
4.1.5高斯函数95 T@vE@D
4.2傅里叶变换97 Se[=$W
4.3卷积定理99 \`` w>Xy8
4.4傅里叶透镜的仿真101 M1P;x._n
4.5计算全息103 !4^Lv{1QZ
4.5.1全息透镜103 =1>G *
,
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 s +S6'g--
参考文献107 M3KK^YRN
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 x^[0UA]S9
5.1图像及数字图像简介108 |a[ "
^
2
5.1.1索引图像108 vbd
;Je"
5.1.2RGB图像109 5R.jhYAj
5.1.3二值图像109 W1o6Sh8v(
5.1.4灰度图像109 ,%/F,O+#
5.2数字图像的读取、显示及输出110 yAGQD[ih
5.2.1图像的读取110 E}w5.1
5.2.2图像的显示110 hb 1h .F
5.2.3图像的输出112 VZa mR}x
5.2.4添加颜色条112 }<2|6 {
5.3图像类型的转化113 1F0];{a
5.3.1dither函数113 Z 5 .cfI[
5.3.2gray2ind函数114 :L:] 3L
5.3.3im2bw函数115 jbg9 EtQ!*
5.3.4rgb2gray函数116 jl;N
Fk%
5.3.5rgb2ind函数116 +c]D2@ctG
5.4图像的代数操作117 o|84yT!~
5.4.1图像的相加117 =dKk #*
5.4.2图像的相减119 H^B,b !5i
5.4.3图像的相乘121 ? o]NV
5.4.4图像的相除121 7]5+%[Dg!
5.5图像的对比度增强123 'q/C: Yo
5.5.1线性变换123 b+Ax Te("
5.5.2非线性变换123 N-}OmcO]e
5.6图像的锐化124 =<M>fJ)
5.6.1边界提取和锐化124 q oph#\
5.6.2锐化滤波器125 [r]<~$
5.7图像的边缘检测127 +=L+35M
5.7.1边缘检测算子127 #"C* dNAB
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 jtpk5 fJB
5.8基于灰度的图像分割131 kiin7 8W
5.9图像的膨胀与腐蚀134 $WE _aNfja
5.9.1膨胀和腐蚀134 V~.SgbLc
5.9.2结构元素134 2l+'p[b0>
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 3uvl'1(%J
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Pa; *%7
参考文献136 w3f D6$
(/>
yfL]J
第三部分 实例篇 sSiZG
第6章课程设计综合实例139 ~Wm'~y>
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Mns=X)/hc
6.1.1设计目的139 E}36
6.1.2设计任务及具体要求139 ;%>X+/. y0
6.1.3基本原理概述139 0icB2Jm:D}
6.1.4设计方案及验证140 DAN"&&
参考文献148 :w4 H$+j
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 "tK3h3/Xv
6.2.1设计目的148 u 7p:6W
6.2.2设计任务及要求148 bx" .<q (
6.2.3设计原理概述149 3U?^49bJ
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 -42 U
参考文献154 O1]XoUH<
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 Oh}@c~7;
6.3.1设计目的154 M9yqJPS}B
6.3.2设计任务及要求155 Z\?!& &
6.3.3设计原理概述155 dt>!=<| k
6.3.4MATLAB仿真实现155 {5fq4A A6
参考文献160 h*
/
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 @:9mTP7
6.4.1设计目的161 +@rc(eOwvN
6.4.2设计任务及要求161 #)6
bfyi-
6.4.3设计原理概述161 F<6{$YI
6.4.4设计实现163 )4+uM'2%
参考文献169 r^\Wo7q
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 R?*-ZI[>w
6.5.1设计目的169 B7'2@+(
6.5.2设计任务及要求169 HOP sp
6.5.3设计原理概述169 I|mxyyf
6.5.4设计实现171 `\-MpNw
参考文献178 j!"N Eh78H
6.6基于MATLAB的相关识别178 ht 5:kt`F
6.6.1设计目的178 r2Q) Q
6.6.2设计任务及要求178 ~-(X\:z}
6.6.3设计原理概述178 ^A;ec
h7I
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 AqrK==0N
参考文献183 K Er?&e
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 l %xeM !}
6.7.1设计目的183 Xb*>7U/'T
6.7.2设计任务及要求183 1` n
ZK$
6.7.3设计原理概述183 l}Vg;"1'J
6.7.4设计实现185 #+3I$ k
参考文献187 O{G $]FtF
6.8基于MATLAB的激光束合成187 U09@pne8
6.8.1设计目的187 ;77q~_g$
6.8.2设计任务及要求188 -| t|w:&
6.8.3设计原理概述188 3j$,x(ua9
6.8.4设计实现188 xWty2/!h
参考文献193 1]jUiX=T
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 z;i4F. p
6.9.1设计目的194 '8Lc}-M4
6.9.2设计任务及要求194 *WXqN!:
6.9.3设计原理概述194 Yf^/YLLS
6.9.4设计实现197 Z@:R'u2Lk
参考文献200 V P4ToYc
6.10基于MATLAB的人脸识别200 R v+p4RgA
6.10.1设计目的200 n!XSB7d~X
6.10.2设计任务及具体要求201 :20k6 )
6.10.3基本原理概述201 kI$p~
6.10.4设计方案及验证201 +&TcTu#.`
6.10.5结论208 ?B,B <@='%
参考文献208
