《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。 Nv^b yWqu
《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。 7MGvw-Tpb7
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*Jc @Y@
}V[ORGzox
第一部分 语言篇 `ZbFky{
第1章MATLAB语言概述3 )*`h)`\y
1.1MATLAB简介3 S@g(kIo]
1.1.1MATLAB的发展历程3 Cv}^]_`Q
1.1.2MATLAB的主要特点3 a{@}vZx>3
1.2MATLAB的系统组成4 4Us_Z{.
1.2.1MATLAB开发环境4 [(gXjt-
1.2.2MATLAB数学函数库5 ;s;3cC!
1.2.3MATLAB语言5 ~>HzAo9e
1.2.4MATLAB图形处理系统5 y/5GY,z%aL
1.2.5MATLAB程序接口5 s <rV1D
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 TkJ[N4'0
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 gq"d$Xh$x7
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 x H&hs$=
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 I~ :gi@OVV
1.4.1菜单和工具栏9 v+I-*,R
1.4.2命令行窗口10 =~k
c7f{
1.4.3工作区11 ""Da 2Md
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 @Ns[qn;9
1.5.1帮助窗口11 8XG';K_
1.5.2帮助命令12 P#,; )HF
1.5.3演示系统（Demos）13 X6",Xr! {
1.5.4帮助系统导航浏览器13 zh|9\ lf
1.5.5远程帮助系统14 *ziR &Fr!
1.6MATLAB的基本操作命令14 l#`G4Vf
1.6.1通用命令和编辑键14 IvT><8<G
1.6.2文件管理15 bMGn&6QiP[
1.7MATLAB使用初步16 0 ZM(heQ
习题16 g;v;xlY`N
第2章MATLAB的基本语法17 Xl$, f`f~
2.1数据类型17 jj1\oyQ8
2.1.1数值类型17 A4'5cR9T!
2.1.2字符串17 jn:_2g[
2.1.3逻辑类型19 NC#F:M;b
2.1.4元胞数组20 MUAs(M;
2.1.5构架数组21 kQ lU.J>^
2.1.6函数句柄（function）21 jx]P: ]
2.2变量22 @p
L9a1PJv
2.2.1变量命名的规则22 s4~[GO6>
2.2.2变量的赋值22 i=cST8!8N
2.2.3MATLAB变量的显示23 X!p`|i
2.2.4MATLAB变量的存取24 W3:Fw6v
2.3数组及向量运算24 2lCFE)
2.3.1数组和向量的创建24 ~/]]H;;^u
2.3.2数组的寻址27 +a3E=GJ
2.3.3数组的运算27 j/z=<jA
2.3.4向量运算29 oojl"j4
2.4矩阵及其运算30 0Gc@ AG{
2.4.1矩阵的创建30 -}9^$}PR
2.4.2矩阵的运算31 N,c!1: b
2.4.3矩阵的常用函数运算33 DK\XC%~m
2.5多项式及其运算34 /\c'kMAW!
2.5.1多项式的构造34 t/ \
2.5.2多项式的运算34 H*'1bLzq
2.5.3多项式拟合36 \ 3$!) z
2.6符号运算37 eHuJFM
2.6.1基本符号对象37 MQQm3VaKS
2.6.2符号表达式38 U} RBgPX!
2.6.3符号表达式的运算38 ;^5k _\
2.6.4常用的符号运算39 { aUnOyX_
2.7MATLAB绘图40 + cfEyiub
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 `8ac;b
2.7.2二维绘图41 N) H "'#-
2.7.3图形修饰43 IWQ0I&tzdx
2.7.4三维绘图46 T& ?g)
2.7.5特殊图形48 IT1YF.i
2.7.6四维图形50 1 )56ec<c
2.8MATLAB程序设计51 x# J9 GP.
2.8.1M文件编辑器51 ^_;'9YD
2.8.2命令文件53 WVdV :vJ -
2.8.3函数文件53 a%T`c/ C
2.8.4M文件的规则54 u4C9ZYN
2.8.5全局变量与局部变量54 mb1mlsE
2.8.6程序流控制55 q(?+01
2.8.7程序设计举例58 QQM: [1;RT
2.8.8程序设计的基本原则60 K*SgEkb'l
习题60 Aqmpo3P[+
参考文献62 tWIs
|n
2'DCB{Jv
第二部分 应用篇 jYHn J}<
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ^#H a H
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 >fH0>W+!
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 >R+-mP!nj
3.1.2电矢量垂直入射面66 j
u A@"SG
3.1.3菲涅耳公式66 c ZY y+
3.2光的干涉68 &-3 e 3)
3.2.1波的叠加原理68 Xp:A;i9
3.2.2光波的干涉71 )G/bP!^+(
3.2.3杨氏干涉实验71 &h-_|N
3.2.4牛顿环74 R2,9%!iiX
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 g2vm ] j
3.3光的衍射79 <]qNjsdb9"
3.3.1光的衍射现象79 Ti%MOYNCv
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 E#$Jg|e
3.3.3光栅衍射83 ^dI;B27E*
3.4光的偏振84 P`biHs8O
3.4.1光波的偏振态84 srVWN:uuH
3.4.2光波的偏振态的仿真85 LwC?t3n
3.5平行光束通过透镜聚焦87 n<.7tr0 f\
3.5.1平凸透镜光线追迹87 g :o/^ _
参考文献90 b^/u9
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ;m]V12
4.1信息光学函数91 EYT^*1,E*
4.1.1矩形函数91 j& 8YE7
4.1.2阶跃函数93 #a e@VedM
4.1.3符号函数94 T}&A-V$
4.1.4sinc函数94 .U!EA0B
4.1.5高斯函数95 ;_,jy7lf
4.2傅里叶变换97 Jt_=a MY:7
4.3卷积定理99 K4Q{U @ZJ
4.4傅里叶透镜的仿真101 kR<sSLEb
4.5计算全息103 yu;EL>G_AY
4.5.1全息透镜103 Bhv;l/K])
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 q" VmuQ
参考文献107 Y&6 jFT_
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 QVT0.GzR
5.1图像及数字图像简介108 '12m4quO
5.1.1索引图像108 q8{Bx03m6
5.1.2RGB图像109 xV >
.]
5.1.3二值图像109 #{6VdWZ
5.1.4灰度图像109 +^AdD8U
5.2数字图像的读取、显示及输出110 K *@?BE
5.2.1图像的读取110 A;co1,]gR
5.2.2图像的显示110 ]46h!@~aC
5.2.3图像的输出112 n {?Du
5.2.4添加颜色条112 L4 po1
5.3图像类型的转化113 { "p ~M7
5.3.1dither函数113 XJ7B?Z g
5.3.2gray2ind函数114 OxJ HhF
5.3.3im2bw函数115 @K"$M>n$Z
5.3.4rgb2gray函数116 O60T.MM`
5.3.5rgb2ind函数116 rmju Ny=(
5.4图像的代数操作117 C6 e5*S
5.4.1图像的相加117 02]HwsvZ
5.4.2图像的相减119 5RT# H0/+
5.4.3图像的相乘121 AF:_&gF
5.4.4图像的相除121 7J9<B5 U
5.5图像的对比度增强123 E2zL-ft.
5.5.1线性变换123 s)\PY
5.5.2非线性变换123 \n}%RD-Ce
5.6图像的锐化124 .U{}N%S
5.6.1边界提取和锐化124 ~BI`{/O=
5.6.2锐化滤波器125 =d;a1AO{&
5.7图像的边缘检测127 )v(rEY
5.7.1边缘检测算子127 (cVIjo+::
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 -c>3| bo
5.8基于灰度的图像分割131 4zs0+d +
5.9图像的膨胀与腐蚀134 p W[TufTa
5.9.1膨胀和腐蚀134 Wps^wY
5.9.2结构元素134 W%rUa&00
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 R(}<W$(TV
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 `@y~ JNf!
参考文献136 nzbVI
Yv1yRoDv
第三部分 实例篇 Q%6zr9
第6章课程设计综合实例139 _#~D{91
j:
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Da<`|
l
6.1.1设计目的139 ~vYFQKrb
6.1.2设计任务及具体要求139 ` 0 @m,
6.1.3基本原理概述139 Lum=5zDo
6.1.4设计方案及验证140 p4uzw
参考文献148 \>\ERVEd
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 m2m
;|rr
6.2.1设计目的148 Wt%Wpb8
6.2.2设计任务及要求148 h8 WM4
PK
6.2.3设计原理概述149 hvI#D>Z!Yp
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 jct=Nee|
参考文献154 z$ QoMq]
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 8A 0a/
7Lj
6.3.1设计目的154 E!X> C^
6.3.2设计任务及要求155 ?*
+>T@MH
6.3.3设计原理概述155 |zRrGQY m
6.3.4MATLAB仿真实现155 Q )E3)),
参考文献160 6# bTlmcg
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 n:a~=^IV
6.4.1设计目的161 w.rcY ywI
6.4.2设计任务及要求161 z jH8 S
6.4.3设计原理概述161 (0@b4}Z
6.4.4设计实现163 W2`3PEa
参考文献169 E;H9]*x/
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 md bi@ms@
6.5.1设计目的169 3ylSO73R
6.5.2设计任务及要求169 : /gHqEC24
6.5.3设计原理概述169 SP<(24zdd
6.5.4设计实现171 a Y4v '[
参考文献178 ;0 | :.q
6.6基于MATLAB的相关识别178 j 0LZ )V
6.6.1设计目的178 ~zZOogM<
6.6.2设计任务及要求178 NVQ.;" 2w
6.6.3设计原理概述178 tW!*W?
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 Ze/\IBd
参考文献183 F7<u1R x]
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 l_;6xkv4
6.7.1设计目的183 !5'4FUl J
6.7.2设计任务及要求183 K/(Q R_@?
6.7.3设计原理概述183 *oLDy1<
6.7.4设计实现185 W9}
,f
参考文献187 }T P yHq"
6.8基于MATLAB的激光束合成187 *" OlO}o
6.8.1设计目的187 VL5VYv=:
6.8.2设计任务及要求188 eU)QoVt
6.8.3设计原理概述188 #" "T>+
6.8.4设计实现188 b{&'r~
参考文献193 )zy ;!
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 '5Kj "aD%
6.9.1设计目的194 Ttl
m&d+C
6.9.2设计任务及要求194 s;l"'6:_
6.9.3设计原理概述194 M* c F'go
6.9.4设计实现197 cDYO Ju.
参考文献200 uF[*@N
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Ul NiH
6.10.1设计目的200 J8@ .qC'!
6.10.2设计任务及具体要求201 [zq2h3r
6.10.3基本原理概述201 = [: E
6.10.4设计方案及验证201 hwvi tD!0
6.10.5结论208 S~H>MtX(<
参考文献208
