《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。 ;g*6NzdA
《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。 s_8! x
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。 m4
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U#P#YpD;==
第一部分 语言篇 WQ]pg
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第1章MATLAB语言概述3 3QVng^"B)
1.1MATLAB简介3 6bn-NY:i
1.1.1MATLAB的发展历程3 C u:-<
1.1.2MATLAB的主要特点3 NlMx!f>b%/
1.2MATLAB的系统组成4 hU{%x#8}lK
1.2.1MATLAB开发环境4 b 6(yyYdF
1.2.2MATLAB数学函数库5 Lsz`nD5
1.2.3MATLAB语言5 :[&X*bw[
1.2.4MATLAB图形处理系统5 l]Sui_+ZU
1.2.5MATLAB程序接口5 cG'Wh@
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 YGO@X(ej,
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 90!Ib~7zH
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ^s*} 0
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 )Fw)&5B!
1.4.1菜单和工具栏9 G Xl?Zg
1.4.2命令行窗口10 >seB["C
1.4.3工作区11 GwULtRa/
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 4Ojw&ys@V
1.5.1帮助窗口11 1 DP)6{x
1.5.2帮助命令12 d w|0K+-PH
1.5.3演示系统（Demos）13 ]lY9[~
v
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ^q` *!B 9@
1.5.5远程帮助系统14 P. :T
zk6
1.6MATLAB的基本操作命令14 NC }#P< U
1.6.1通用命令和编辑键14 ZIp=JR8o$
1.6.2文件管理15 pS \>X_G3
1.7MATLAB使用初步16 =.c"&,c?L
习题16 _; {-w%Vf
第2章MATLAB的基本语法17 86g+c
2.1数据类型17 K; PpS*!
2.1.1数值类型17 Q/9b'^UJ
2.1.2字符串17 M)7enp) F.
2.1.3逻辑类型19 I1~ g?jpH
2.1.4元胞数组20 0Pk-FSY|f
2.1.5构架数组21 3@L%#]xwi
2.1.6函数句柄（function）21 @El<"\
2.2变量22 P>-,6a>
2.2.1变量命名的规则22 Biwdb
2.2.2变量的赋值22 ]N_^{k,
2.2.3MATLAB变量的显示23 A2d2V**Z
2.2.4MATLAB变量的存取24 ' r%oOZk)z
2.3数组及向量运算24 bB-v ar
2.3.1数组和向量的创建24 ,0bM* qob
2.3.2数组的寻址27 ^@2Vh*k
2.3.3数组的运算27 p/~k w:I
2.3.4向量运算29 aw1J#5j` n
2.4矩阵及其运算30 $NH Wg(/R@
2.4.1矩阵的创建30 r
`dU
(T!
2.4.2矩阵的运算31 ltR^IiA}
2.4.3矩阵的常用函数运算33 h : R)KM
2.5多项式及其运算34 1\0@?6`^
2.5.1多项式的构造34 E,@UM$alP
2.5.2多项式的运算34 `t&;Yk]-L
2.5.3多项式拟合36 ` WS_*fJ5
2.6符号运算37 -; $/<
2.6.1基本符号对象37 [@Y q^ .6t
2.6.2符号表达式38 x[ "
2.6.3符号表达式的运算38 )g _zPt
2.6.4常用的符号运算39 bf /loMtD
2.7MATLAB绘图40 CaBS0 '
n
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 RzQS@^u*F0
2.7.2二维绘图41
YPnJldVn
2.7.3图形修饰43 5FI>T=QF
2.7.4三维绘图46 w.p'Dpw
2.7.5特殊图形48 +hgCk87%#
2.7.6四维图形50 ^ ^l"brPa
2.8MATLAB程序设计51 nn4Sy,cz
2.8.1M文件编辑器51 qI *1+R}
2.8.2命令文件53 ZiYz sn
2.8.3函数文件53 {C6;$#7P
2.8.4M文件的规则54 Guv F
2.8.5全局变量与局部变量54 79g>7<vp
2.8.6程序流控制55 Po. BcytM
2.8.7程序设计举例58 :OaQq@V
2.8.8程序设计的基本原则60 Ky$G$H
习题60 ]_8I_V cQ
参考文献62 [_b='/8
'/g+;^_cB
第二部分 应用篇 -U[`pUY?f
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 5O
;^Mk|
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 }tO<_f))
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ya g
3.1.2电矢量垂直入射面66 .fY<"2 g
3.1.3菲涅耳公式66 AiK 4t -
3.2光的干涉68 .oN
Sg.jG
3.2.1波的叠加原理68 PJ:5Lb<
3.2.2光波的干涉71 _4B iF?1
3.2.3杨氏干涉实验71 9= $,] M
3.2.4牛顿环74 _6zP] |VBr
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 jYID44$
3.3光的衍射79 F{~r7y;0
3.3.1光的衍射现象79 }IkEyJsk
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 p+UHJ&
3.3.3光栅衍射83 DeQ'U!?+N
3.4光的偏振84 <D;Q8
3.4.1光波的偏振态84 +gCy@_2;
3.4.2光波的偏振态的仿真85 @ aN=U=
3.5平行光束通过透镜聚焦87 iiB )/~!O
3.5.1平凸透镜光线追迹87 )h_ 7 2
参考文献90 N%|Vzc
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 b(-t)5^}
4.1信息光学函数91 udI: ]:,P
4.1.1矩形函数91 `+Z#*lj|@
4.1.2阶跃函数93 7C7(bg,7^
4.1.3符号函数94 ~V"cLTj"
4.1.4sinc函数94 x][ 9ptr h
4.1.5高斯函数95 c&?a ,fpb
4.2傅里叶变换97 f<4q ]HCa
4.3卷积定理99 cW\Y?x
4.4傅里叶透镜的仿真101 !XA%[u
4.5计算全息103 AnE_<sPA
4.5.1全息透镜103 8421-c6y>
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 `=$jc4@J
参考文献107 Yn]y d1
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 @ TPgA(5NR
5.1图像及数字图像简介108 vJAAAS
5.1.1索引图像108 2n;;Tso"
5.1.2RGB图像109 $F`<&o
5.1.3二值图像109 ~7 L)n
5.1.4灰度图像109 dzE Q$u/I
5.2数字图像的读取、显示及输出110 cc(r,ij~4
5.2.1图像的读取110 1L =Qg4 H
5.2.2图像的显示110 6O@ ^`T
5.2.3图像的输出112 lJ] \
5.2.4添加颜色条112 < Dj $0g
5.3图像类型的转化113 IQi[g~ E.5
5.3.1dither函数113 #JR ,C
-w
5.3.2gray2ind函数114 (6# yw` \
5.3.3im2bw函数115 U[ e 8 K
5.3.4rgb2gray函数116 vV\F^
5.3.5rgb2ind函数116 ,{ L;B
5.4图像的代数操作117 $aPHl
5.4.1图像的相加117 3a uJ^B}
5.4.2图像的相减119 g=g.GpFt
5.4.3图像的相乘121 iraRB~
5.4.4图像的相除121 G<^]0`"+)t
5.5图像的对比度增强123 +=*m! 7Mr
5.5.1线性变换123 s@)"IdSA(
5.5.2非线性变换123 Vkvb=
5.6图像的锐化124 fByh";<`P
5.6.1边界提取和锐化124 @wdB%
5.6.2锐化滤波器125 |RAQ% VXm
5.7图像的边缘检测127 k s%7W
-
5.7.1边缘检测算子127 ZH$sMh<xg
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 jl e%|8m&@
5.8基于灰度的图像分割131 "X{ aS}
5.9图像的膨胀与腐蚀134 q4 .dLU,1
5.9.1膨胀和腐蚀134 m~j\?mb{+
5.9.2结构元素134 FH`'1iVH
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Q(;B)
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 B`?N0t%X
参考文献136 Y zBA{FE
PZ!dn%4jy
第三部分 实例篇 d7_ g
u
第6章课程设计综合实例139 aa0`y
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ( XG [_
6.1.1设计目的139 ueE?"Hk
6.1.2设计任务及具体要求139 v<7Gln
6.1.3基本原理概述139 B/sBYVU
6.1.4设计方案及验证140 3b?OW 7H
参考文献148 Mi/ &$" =
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 $ nfBv f
6.2.1设计目的148 kToVBU$
6.2.2设计任务及要求148 %7(kP}y*
6.2.3设计原理概述149 :B*vkwT
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Bd[L6J)
参考文献154 4g 6ksdFQ
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ,na=~.0R:
6.3.1设计目的154 x'M^4 {4[
6.3.2设计任务及要求155 C'8!cPFVv
6.3.3设计原理概述155 .W@(nQ -<
6.3.4MATLAB仿真实现155 /[20e1 w!
参考文献160 $p0 /6c
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 WBw
M;S#%
6.4.1设计目的161 da00p -U
6.4.2设计任务及要求161 1(%>`=R8
6.4.3设计原理概述161 [j=,g-EOA
6.4.4设计实现163 $@_<$ t
参考文献169 d Dqr
B-G
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 >9.5-5"
6.5.1设计目的169 4#@W;'
6.5.2设计任务及要求169 )H ;pGM:
6.5.3设计原理概述169 L8bI0a]r"*
6.5.4设计实现171 B|Fl ,5 5
参考文献178 y Nri nYw
6.6基于MATLAB的相关识别178 l- 1]w$
y
6.6.1设计目的178 /]/>jz>
6.6.2设计任务及要求178 M q^|M~
6.6.3设计原理概述178 m1hW<
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 w\o)bn
参考文献183 GP[6nw_'^
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 G%7 4v|cd
6.7.1设计目的183 FpdDIa
6.7.2设计任务及要求183 m feMmKFu\
6.7.3设计原理概述183 ?~aZ#%*i8
6.7.4设计实现185 < 2 )s<S.;
参考文献187 e}'#Xv
6.8基于MATLAB的激光束合成187 A$%Q4jC}
6.8.1设计目的187 "K|)<6J
6.8.2设计任务及要求188 4#^'lKIx
6.8.3设计原理概述188 4pmTicA~
6.8.4设计实现188 E\]OySC%C$
参考文献193 2SDh0F
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 fg9?3x
Z
6.9.1设计目的194 J$ #h( D%
6.9.2设计任务及要求194 y:[BP4H ?y
6.9.3设计原理概述194 ex`
xkZ+
6.9.4设计实现197 5q |+p?C
参考文献200 ioC@n8_[G
6.10基于MATLAB的人脸识别200 <i_>
y~v`
6.10.1设计目的200 u\{qH!?t
6.10.2设计任务及具体要求201 $nB-ADRu@
6.10.3基本原理概述201 )p$\g wr=2
6.10.4设计方案及验证201 . O5LI35,
6.10.5结论208 < 91t`&aWW
参考文献208
