《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。 m;/i<:`
《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。 <4mQ*6
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。 PayV,8
;&?pd"^<_Z
第一部分 语言篇 9;KJr[FQV
第1章MATLAB语言概述3 EXpSh}
1.1MATLAB简介3 dWR1cvB(wY
1.1.1MATLAB的发展历程3 f=I :DkR
1.1.2MATLAB的主要特点3 Pp_V5,i\
1.2MATLAB的系统组成4 @
yxt($G
1.2.1MATLAB开发环境4 S()Za@ [a$
1.2.2MATLAB数学函数库5 -&Gfh\_NW
1.2.3MATLAB语言5 7co`Zw4}g
1.2.4MATLAB图形处理系统5 8QF`,oXQO
1.2.5MATLAB程序接口5 i2`0|8mw'
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ^M|K;j t>
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 3s(Ia^
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 }*kJ-q&0
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 X~RH^V Yv
1.4.1菜单和工具栏9 P*G+eqX
1.4.2命令行窗口10 9?`RR/w
1.4.3工作区11 LSkk;)'2K
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 km\%BD~
1.5.1帮助窗口11 77Q}=80GU;
1.5.2帮助命令12 Oif,|:
1.5.3演示系统（Demos）13 I/p]DT
1.5.4帮助系统导航浏览器13 zvf3b!}
1.5.5远程帮助系统14 N z~" vi(t
1.6MATLAB的基本操作命令14 &" h]y?Q
1.6.1通用命令和编辑键14 {}\CL#~y
1.6.2文件管理15 `Q%NSU?
1.7MATLAB使用初步16 ,Y!zORv<7
习题16 n Ga1 a
第2章MATLAB的基本语法17 t26ij`V
2.1数据类型17 nl@E[yA9[
2.1.1数值类型17 kuS/S\Z5K
2.1.2字符串17 p4mY0Y]mP
2.1.3逻辑类型19 f a5]a
2.1.4元胞数组20 oR %agvc^^
2.1.5构架数组21 =nhzMU9c\y
2.1.6函数句柄（function）21 )HVcG 0H1
2.2变量22 h%1Y6$
2.2.1变量命名的规则22 &!1}`4$[T
2.2.2变量的赋值22 KQ)T(mIqp
2.2.3MATLAB变量的显示23 ;<-7*}Dj
2.2.4MATLAB变量的存取24 5(J^ N
2.3数组及向量运算24 yQ[u3tI
2.3.1数组和向量的创建24 0HbJKix!
2.3.2数组的寻址27 ;CmOsA,1
2.3.3数组的运算27 5"=:#zN
2.3.4向量运算29 r_2b tpL^
2.4矩阵及其运算30 iJP{|-h
2.4.1矩阵的创建30 )Au&kd-W@(
2.4.2矩阵的运算31 /`+7_=-
2.4.3矩阵的常用函数运算33 pFIecca w
2.5多项式及其运算34 M#M?1(O/NE
2.5.1多项式的构造34 \A(5;ZnuD
2.5.2多项式的运算34 pP\h6b+B
2.5.3多项式拟合36 M+ aEma
2.6符号运算37 }ND' 0*#
2.6.1基本符号对象37 `-O= >U5nH
2.6.2符号表达式38 IJPgFZ7
2.6.3符号表达式的运算38 C1QWU5c v
2.6.4常用的符号运算39 &O tAAE
2.7MATLAB绘图40 ']?=[`#NL
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 JEHK:1^
2.7.2二维绘图41 K^H>~`C=
2.7.3图形修饰43 !Z s,-= ^D
2.7.4三维绘图46 afm_ Rrg[
2.7.5特殊图形48 4VFc|g
2.7.6四维图形50 [hU=m S8=^
2.8MATLAB程序设计51 O 5-;I,)H
2.8.1M文件编辑器51 9^zx8MRXd
2.8.2命令文件53 *Nlu5(z
2.8.3函数文件53 Jsn <,4DO8
2.8.4M文件的规则54 Uu5C%9^s
2.8.5全局变量与局部变量54 k/#>S*Ne
2.8.6程序流控制55 .B$h2#i1
2.8.7程序设计举例58 c]v
+
2.8.8程序设计的基本原则60 PU+1=%'V
习题60 ORH93 `
参考文献62 RgGA$HN/
1nB@zBQu -
第二部分 应用篇 vlQ0gsXK
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 [TCRB`nTQF
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 JZ K7uB,X
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 d_T<5Hin
3.1.2电矢量垂直入射面66 mP!N <K
3.1.3菲涅耳公式66 -S$$/ sR
3.2光的干涉68 76cEKHa<
3.2.1波的叠加原理68 -f.R#J$2
3.2.2光波的干涉71 |nm2U y/ 0
3.2.3杨氏干涉实验71 `a'` $'j
3.2.4牛顿环74 N84qcc
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 `M rBav
3.3光的衍射79 ~4 ^p}{
3.3.1光的衍射现象79 IJIQ"
s
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ':sTd^V
3.3.3光栅衍射83 $8@+j[>
3.4光的偏振84 *w 21U!
3.4.1光波的偏振态84 rIlBH*aT
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Tc_do"uU
3.5平行光束通过透镜聚焦87 T6=-hA^A
3.5.1平凸透镜光线追迹87 %MuaW(I o
参考文献90 s##Ay{
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 SG`)PW?
4.1信息光学函数91 F[`vH
4.1.1矩形函数91 /e<5Np\ X
4.1.2阶跃函数93 fq(5Lfe}
4.1.3符号函数94 o^PuhVu
4.1.4sinc函数94 KpGUq0d@
4.1.5高斯函数95 ka O{#i2 -
4.2傅里叶变换97 lh$CWsx
4.3卷积定理99 8t\}c6/3"
4.4傅里叶透镜的仿真101 ?cxr%` E
4.5计算全息103 %
$.vOFP9
4.5.1全息透镜103 YkI9d&ib+
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 %/%gMRXG2
参考文献107 <Wf0QO,
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 4 cB &Hk
5.1图像及数字图像简介108 +"Ub/[J{G1
5.1.1索引图像108 ~#t*pOC5BR
5.1.2RGB图像109 1M/$<
kQ-N
5.1.3二值图像109 k}< <bm*f
5.1.4灰度图像109
G1p'p&x.
5.2数字图像的读取、显示及输出110 K @C4*?P
5.2.1图像的读取110 q_pmwJ:UL
5.2.2图像的显示110 Y"oDFo,
5.2.3图像的输出112 g8v[)o(qd
5.2.4添加颜色条112 ZM
8U]0[X
5.3图像类型的转化113 6Ty 3e|do
5.3.1dither函数113 :ln/`_
5.3.2gray2ind函数114 UAKu_RO6S
5.3.3im2bw函数115 ^k;mn-0
5.3.4rgb2gray函数116 f| =# q
5.3.5rgb2ind函数116 F-tFet
5.4图像的代数操作117 uAT/6@
5.4.1图像的相加117 |Q6h /" 2
5.4.2图像的相减119 % G VN4y &
5.4.3图像的相乘121 sL 8>GtVo
5.4.4图像的相除121 2_.CX(kI
5.5图像的对比度增强123 e3pnk
=u
5.5.1线性变换123 UeNF^6sWu0
5.5.2非线性变换123 \H[Yyp4
5.6图像的锐化124 ( QK sB3X
5.6.1边界提取和锐化124 /] g>#J%b
5.6.2锐化滤波器125 S[ ^nSF
5.7图像的边缘检测127 ?#i|>MRR>
5.7.1边缘检测算子127 > '.[G:b
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 GqMB^Ad
5.8基于灰度的图像分割131 -`g J
5.9图像的膨胀与腐蚀134 IF
e+ B"
5.9.1膨胀和腐蚀134 Yu ;9& b
5.9.2结构元素134 _^-D _y
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 # X fT1
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g kn)V~ij
参考文献136 n@_)fFD%
_trpXkQp
第三部分 实例篇 K9^ "NS3
第6章课程设计综合实例139 x?gQ\ 0S<
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 :k\} I k
6.1.1设计目的139 ZLuPz #
6.1.2设计任务及具体要求139 gz #+
6.1.3基本原理概述139 ) u-ns5
6.1.4设计方案及验证140 # 'wL\3
参考文献148 *iYMX[$
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 i!tc
6.2.1设计目的148 Eh:yR J_8
6.2.2设计任务及要求148 1B (G]o_>!
6.2.3设计原理概述149 yj'C y8
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 kM,@[V
参考文献154 fmBkB8
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 =8@RKG`>;
6.3.1设计目的154 -&$%|cyThQ
6.3.2设计任务及要求155 $.;iu2iyo
6.3.3设计原理概述155 ]M uF9={
6.3.4MATLAB仿真实现155 ;tm3B 2
参考文献160 +<z7ds{Z
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 aw]8V:)$J
6.4.1设计目的161 x~% \y
6.4.2设计任务及要求161 @::lJDGVv
6.4.3设计原理概述161 " xlJs93 c
6.4.4设计实现163
\_?yzgf
参考文献169 @ }ZGY^
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 t6j-?c('
6.5.1设计目的169 3mybG%39
6.5.2设计任务及要求169 vu44 !c@
6.5.3设计原理概述169 ?~{r f:Y
6.5.4设计实现171 w~ijD ^ g
参考文献178 >=bt
6.6基于MATLAB的相关识别178 Cy]"
6.6.1设计目的178 "--/v. Cs
6.6.2设计任务及要求178 e5QO B/e&
6.6.3设计原理概述178 4a #B!xW
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 9#Z zE/
参考文献183 9GtLM py
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ixg\[5.Q+
6.7.1设计目的183 F|9a }(-7
6.7.2设计任务及要求183 C-_(13S
6.7.3设计原理概述183 .[#xQ=9`
6.7.4设计实现185 B$@1QG
参考文献187 \MF3CK@/
6.8基于MATLAB的激光束合成187 !' +\]eA
6.8.1设计目的187 D\@e{.$MZ|
6.8.2设计任务及要求188 w 7Cne%J8
6.8.3设计原理概述188 dvC0 <*V
6.8.4设计实现188 H^ESA s6
参考文献193 7? +5%7-
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 5aa}FdUq
6.9.1设计目的194
b$PT_!d
6.9.2设计任务及要求194 /5&3WG&<u
6.9.3设计原理概述194 8 .:B=A
6.9.4设计实现197 i-|/2I9 %
参考文献200 pM1=U F
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ~ W2:NQ>i
6.10.1设计目的200 -$'~;O3s
6.10.2设计任务及具体要求201 oXnC "y}0P
6.10.3基本原理概述201 t `N
">c"
6.10.4设计方案及验证201 b5lk0 jA
6.10.5结论208 SJso'6 g
参考文献208
