《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。 su;S)yZb
《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。 9K<a}QJP
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。 QO k"UP
|$2N$6\SP
第一部分 语言篇 K3DJ"NJ<Ji
第1章MATLAB语言概述3
3 H2;mqq
1.1MATLAB简介3 j:3Hm0W3
1.1.1MATLAB的发展历程3 z_@zMLs
1.1.2MATLAB的主要特点3 =osw3"ng
1.2MATLAB的系统组成4 wt S*w
1.2.1MATLAB开发环境4 W2q QKv
1.2.2MATLAB数学函数库5 J94YMyOo
1.2.3MATLAB语言5 |LE++t*X~
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ,
% jTXb
1.2.5MATLAB程序接口5 Ky$G$H
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 m?$G( E5
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 x)ZH;)
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 '/g+;^_cB
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 XF$]KA L0
1.4.1菜单和工具栏9 O/oYaAlFF@
1.4.2命令行窗口10 "IJMvTmj
1.4.3工作区11 {NgY8w QB
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 v=1S
1.5.1帮助窗口11 }p?V5Qp
1.5.2帮助命令12 arVf"3 a
1.5.3演示系统（Demos）13 B-'BJ|*4I
1.5.4帮助系统导航浏览器13 3MJWC o-[
1.5.5远程帮助系统14 b2%bgs
1.6MATLAB的基本操作命令14 t`t :qko
1.6.1通用命令和编辑键14 \Z Wmef
1.6.2文件管理15 s
FYJQ90it
1.7MATLAB使用初步16 <SdJM1%Q o
习题16 M ;V#Gm
第2章MATLAB的基本语法17 $'{`i 5XB
2.1数据类型17 00a<(sS;
2.1.1数值类型17 6v O) s!b
2.1.2字符串17 :k(t/*Nl3
2.1.3逻辑类型19 +{i "G,3
2.1.4元胞数组20 (A fbS=[
2.1.5构架数组21 J*KBG2+13
2.1.6函数句柄（function）21 4eL54).1O
2.2变量22 8;f<q u|w
2.2.1变量命名的规则22 IYg3ve`x
2.2.2变量的赋值22 BBE1}V!u
2.2.3MATLAB变量的显示23 dQ`ZrWd_U
2.2.4MATLAB变量的存取24 !_H8Q}a
2.3数组及向量运算24 <;0N@
2.3.1数组和向量的创建24 Yk@s"qm3
2.3.2数组的寻址27 as |c`4r\O
2.3.3数组的运算27 )/ T$H|
2.3.4向量运算29 ;4v}0N~.
2.4矩阵及其运算30 .P :f
2.4.1矩阵的创建30 _.* 4Y
2.4.2矩阵的运算31 /Q>{YsRRB
2.4.3矩阵的常用函数运算33 FoD/ Q
2.5多项式及其运算34 r, @X>_}
2.5.1多项式的构造34 {e[pSD6
2.5.2多项式的运算34 ;E? hz
2.5.3多项式拟合36 o7a6 )2JK
2.6符号运算37 cU5"c)$'
2.6.1基本符号对象37 ecqz@*d&
2.6.2符号表达式38 O-!fOdX8_k
2.6.3符号表达式的运算38 XvkI +c
2.6.4常用的符号运算39 ;n7|.O]*
2.7MATLAB绘图40 q|$>H6H4b
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 !0csNg !
2.7.2二维绘图41 } .H Fm'p
2.7.3图形修饰43 . (*kgv@3x
2.7.4三维绘图46 s !;VUr\
2.7.5特殊图形48 %v+fN?%x,d
2.7.6四维图形50 (06Vcqg
2.8MATLAB程序设计51 h[ZN >T
2.8.1M文件编辑器51 IL[|CB1v
2.8.2命令文件53 OQL09u
2.8.3函数文件53 r {B,uj"
2.8.4M文件的规则54
2H K
2.8.5全局变量与局部变量54 9<(K6Q
2.8.6程序流控制55 ZH$sMh<xg
2.8.7程序设计举例58 Y K?*7
2.8.8程序设计的基本原则60 ^'u;e(AaE
习题60 NzeI/f3K5
参考文献62 ,F`KQ
)\"
T:g4D z*2\
第二部分 应用篇 B`?N0t%X
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 Y zBA{FE
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 [N95 .a D
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 C/CfjR zd
3.1.2电矢量垂直入射面66 BvZ^^IUb
3.1.3菲涅耳公式66 0n<(*bfW
3.2光的干涉68 `l gjw=
3.2.1波的叠加原理68 Q+!0)pG5#
3.2.2光波的干涉71 4/`h@]8P
3.2.3杨氏干涉实验71 Ub'%pU
3.2.4牛顿环74 4`UL1)A]
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 8pq-nuf|K
3.3光的衍射79 ]Ic? :lKN
3.3.1光的衍射现象79 ^L8W n6s'
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 @`kiEg'Q
3.3.3光栅衍射83 R Fn0P)9&
3.4光的偏振84 ^QXw[th!d
3.4.1光波的偏振态84 a:- )+sgHw
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ?lc[ hH
3.5平行光束通过透镜聚焦87 s7 .p$r
3.5.1平凸透镜光线追迹87 E &];>3C
参考文献90 sR>`QIi(a
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 E/dO7I`B
4.1信息光学函数91 gP %|:"
4.1.1矩形函数91 M)`HK
.
4.1.2阶跃函数93 1~R$$P11[9
4.1.3符号函数94 oxMUW<gYd
4.1.4sinc函数94 Tbi ]oB#
4.1.5高斯函数95 f
E .L
4.2傅里叶变换97 C?w <$DU
4.3卷积定理99 EREolCASb
4.4傅里叶透镜的仿真101 a)_r ka1(
4.5计算全息103 42V,PH6o
4.5.1全息透镜103 `sk! C7%
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 eC>"my`
参考文献107 |-(IJG #)
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108
b(}Gm@#
5.1图像及数字图像简介108 '9*5-iO
5.1.1索引图像108 c7+Djqs
5.1.2RGB图像109 ] Wx>)L T
5.1.3二值图像109 6 Iv(
5.1.4灰度图像109 =mHkXHE~:
5.2数字图像的读取、显示及输出110 uq !;
5.2.1图像的读取110 _e?q4>B)c
5.2.2图像的显示110 ^s^ JzFw
5.2.3图像的输出112 @cu D8<\i
5.2.4添加颜色条112 i<4>\nc
5.3图像类型的转化113 o%Be0~n'
5.3.1dither函数113 Pv/ Pww \
5.3.2gray2ind函数114 \Y!T>nWn)I
5.3.3im2bw函数115 xH_A@hf;
5.3.4rgb2gray函数116 NI5]Nz<?
5.3.5rgb2ind函数116 ;dqk@@ O"(
5.4图像的代数操作117 5:Yck<
5.4.1图像的相加117 XYqpI/s
5.4.2图像的相减119 [!1)mR
5.4.3图像的相乘121 .e`,{G(5q7
5.4.4图像的相除121 4GG1E. z}
5.5图像的对比度增强123 uQGz;F x
5.5.1线性变换123 Q'Jv} 'eK_
5.5.2非线性变换123 |Z`M*.d+
5.6图像的锐化124 Xh.+p Jl,*
5.6.1边界提取和锐化124 [_y9"MMwn
5.6.2锐化滤波器125 s<A*[
5.7图像的边缘检测127 H-eEh I(;O
5.7.1边缘检测算子127 ! jbEm8bt
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 jW-;4e*H=V
5.8基于灰度的图像分割131 T)WZ_bR
5.9图像的膨胀与腐蚀134 S5i+vUI8C
5.9.1膨胀和腐蚀134
s1X]RXX&j
5.9.2结构元素134 I2TD. wuIW
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 # / OUGeJ
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 z 0~ j
参考文献136 ,f} h}
=2^Vgc
第三部分 实例篇 FE/$(7rM
第6章课程设计综合实例139 P3'2IzNw
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Tr}R`6d$
6.1.1设计目的139 U?bG`. X
6.1.2设计任务及具体要求139 + $>N]1
6.1.3基本原理概述139 :e1'o
6.1.4设计方案及验证140 No:^hY:F8
参考文献148 )-=2w-ZX
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 +"'F Be
6.2.1设计目的148 l iw,O 6
6.2.2设计任务及要求148 2
9q?$V(
6.2.3设计原理概述149 l`SK*Bm~<
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 r=h8oUNEJ*
参考文献154 \CcmePTN#x
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 Z.!g9fi8>
6.3.1设计目的154 L >SZgmV+
6.3.2设计任务及要求155 g^1r0.Sp{8
6.3.3设计原理概述155 _3|6ZO
6.3.4MATLAB仿真实现155 8KFj<N>'
参考文献160 SU/G)&Mi
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 t) LU\!
6.4.1设计目的161 l1&5 uwuF
6.4.2设计任务及要求161 ~%`EeJwT
6.4.3设计原理概述161 cn$5:%IK
6.4.4设计实现163 Zb ]/nP1P
参考文献169 bZiyapM
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 !~ WZ_z
6.5.1设计目的169 ugno]5Ni
6.5.2设计任务及要求169 8$ic~eJ
6.5.3设计原理概述169 [6H}/_n D
6.5.4设计实现171 g^jJ8k,7(
参考文献178 , s0
9B
6.6基于MATLAB的相关识别178 qmEoqU
6.6.1设计目的178 W+8^P(
K
6.6.2设计任务及要求178 %*6RzJO6
6.6.3设计原理概述178 @:
Z#E[N H
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 !}ilN 1>
参考文献183 ) !i !3
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 |"Z-7@/k$i
6.7.1设计目的183 l 8^y]M
6.7.2设计任务及要求183 I:F
<vE
6.7.3设计原理概述183 [UoqI U
6.7.4设计实现185 L;3aZt,#O
参考文献187 )S2iIi;B q
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ^p,3)$
6.8.1设计目的187 RK-x?ZYH'
6.8.2设计任务及要求188 B%f U'
6.8.3设计原理概述188 ?;^5ghY$
6.8.4设计实现188 |CwG3&8
参考文献193 IP04l;p/
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 h fg
O
6.9.1设计目的194 N`HSE=u>
6.9.2设计任务及要求194 .U 39nd
6.9.3设计原理概述194 )6=gooe]
6.9.4设计实现197 X'@'/[?
参考文献200 Oxv+1Ub<Dv
6.10基于MATLAB的人脸识别200 S 6GMUaR
6.10.1设计目的200 RyuEHpN }
6.10.2设计任务及具体要求201 EL7T'zJ$
6.10.3基本原理概述201 x6 a hZ
6.10.4设计方案及验证201 12lEs3
6.10.5结论208 3p_b8K_bG
参考文献208
