《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。 Q 9gFTLQ
《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。 8 `inRfpY
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。 ] EVe@
6 h:?u4
第一部分 语言篇 pRiH, :\
第1章MATLAB语言概述3 "doU.U&u
1.1MATLAB简介3 T[4[/n> i
1.1.1MATLAB的发展历程3 fNAo$O4cm
1.1.2MATLAB的主要特点3 RI5g+Du?
1.2MATLAB的系统组成4 [DotS\p !z
1.2.1MATLAB开发环境4 PzMlua
1.2.2MATLAB数学函数库5 (DG@<K,6
1.2.3MATLAB语言5 _UH/}!nqB
1.2.4MATLAB图形处理系统5 wuBlFUSg
1.2.5MATLAB程序接口5 +gbX}jF0%
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 "RV`L[(P*k
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 +7i7`'9pd
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 wVvqw/j*f
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 H9Y2n 0
1.4.1菜单和工具栏9 dN]Zs9]
1.4.2命令行窗口10 YM #
1.4.3工作区11 2~G,Ia
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 _DPB?)!x
1.5.1帮助窗口11 QvG56:M3
1.5.2帮助命令12 0`VD!_`
1.5.3演示系统（Demos）13 [+g (
1.5.4帮助系统导航浏览器13 (R4PD
1.5.5远程帮助系统14 Af2=qe
1.6MATLAB的基本操作命令14 ~q0I7M
1.6.1通用命令和编辑键14 :r1;}hIA9
1.6.2文件管理15 ioB|*D<U2
1.7MATLAB使用初步16 !cq=)xR
习题16 g\ErJ+i
第2章MATLAB的基本语法17 5SoZ$,a<e
2.1数据类型17 pwJ'3NbS
2.1.1数值类型17 iBG`43;
2.1.2字符串17 38[)[{G)Hv
2.1.3逻辑类型19 YniZ(
~^K
2.1.4元胞数组20 U8CWz!;Qz
2.1.5构架数组21 ( MB`hk-d
2.1.6函数句柄（function）21 EoKC8/
2.2变量22 :|Z$3q
2.2.1变量命名的规则22 6exRS]BI
2.2.2变量的赋值22 q^Z~IZ8IT
2.2.3MATLAB变量的显示23 /n c~T3j
2.2.4MATLAB变量的存取24 |r5e{
2.3数组及向量运算24 }KK2WJp#M
2.3.1数组和向量的创建24 Q(lku"U'
2.3.2数组的寻址27 pJd 0k"{
2.3.3数组的运算27 p?;-!TUv
2.3.4向量运算29 1 ojhh7<
2.4矩阵及其运算30 mKV'jm0
2.4.1矩阵的创建30 WNhbXyp_
2.4.2矩阵的运算31 8)sg_JC
2.4.3矩阵的常用函数运算33 p"KU7-BfvC
2.5多项式及其运算34 )7W6-.d
2.5.1多项式的构造34 F<5n Gx cC
2.5.2多项式的运算34 VMx%1^/(
2.5.3多项式拟合36 wy''tqg6
2.6符号运算37 s|Zx(.EP
2.6.1基本符号对象37 fE^uF[-7?
2.6.2符号表达式38 :lK4
db
2.6.3符号表达式的运算38 MD<-w|#8IV
2.6.4常用的符号运算39 uArR\k(
2.7MATLAB绘图40 0qv$:w)g+v
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 " <*awWNI
2.7.2二维绘图41 ^n9a " qz
2.7.3图形修饰43 vBNZ<L\|a
2.7.4三维绘图46 Q2eXK[?*
2.7.5特殊图形48 ^uW%v2
2.7.6四维图形50 b{RqwV5P
2.8MATLAB程序设计51 m" Qq{p|'
2.8.1M文件编辑器51 f7J,&<<5w
2.8.2命令文件53 `U{mbw,
2.8.3函数文件53 .$ Bw b/a
2.8.4M文件的规则54 .+E#q&=
2.8.5全局变量与局部变量54 m=TJDr-
2.8.6程序流控制55 (R'+jWH
2.8.7程序设计举例58 W J+> e+
2.8.8程序设计的基本原则60 r7 VXeoX
习题60 5+ P@s D
参考文献62 XoR>H4xh
_8><| 3d
第二部分 应用篇 R 8&|+ya
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 M3pjXc<O
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 MJ\[ Dt
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 /N)5
3!LT
3.1.2电矢量垂直入射面66 0oU=RbC
3.1.3菲涅耳公式66 [vTMS2
3.2光的干涉68 ._ CP%
R
3.2.1波的叠加原理68 mm[SBiFO\
3.2.2光波的干涉71 7Kf}O6nE
3.2.3杨氏干涉实验71 /#S>sOg2xq
3.2.4牛顿环74 rt4Z;
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 v6uxxsI>Hm
3.3光的衍射79 -<N&0F4|*
3.3.1光的衍射现象79 Bct"X#W|&
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 %<Q*Jf
3.3.3光栅衍射83 Jx|I6 y
3.4光的偏振84 0ys~2Y!eH
3.4.1光波的偏振态84 !.Zt[ g}
3.4.2光波的偏振态的仿真85 l1 +[
3.5平行光束通过透镜聚焦87 \ijMw
3.5.1平凸透镜光线追迹87 %_gho
参考文献90 p!W[X%`)
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 5/I_w 0
4.1信息光学函数91 j9y3hQ+q
4.1.1矩形函数91 ;IZ?19Q
4.1.2阶跃函数93 ]tt} #
4.1.3符号函数94 6s xz_f
4.1.4sinc函数94 [}o~PN:sT(
4.1.5高斯函数95 F0dI/+
4.2傅里叶变换97 [Ot,q/hBJ
4.3卷积定理99 ;b%{ilx:
4.4傅里叶透镜的仿真101 ZX.TqvK/r
4.5计算全息103 FY#!N
L
4.5.1全息透镜103 F@vbSFv)/
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 |. C1|J'Z
参考文献107 wNQqfq Z
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 KSqTY>%fnv
5.1图像及数字图像简介108 =dH$2W)G
5.1.1索引图像108 {aDFK;qG.
5.1.2RGB图像109 VcgBLkIF
5.1.3二值图像109 kU*{4G|6
5.1.4灰度图像109 Omy t2`q
5.2数字图像的读取、显示及输出110 `~F5 wh~
5.2.1图像的读取110 D-ADv3E,
5.2.2图像的显示110 j$@tK0P
5.2.3图像的输出112 8b&uU [
5.2.4添加颜色条112 xAdq+$><
5.3图像类型的转化113 v%91k
5.3.1dither函数113 t9
F=^ )s
5.3.2gray2ind函数114 ST',4 Oph5
5.3.3im2bw函数115 X;GfPw.m
5.3.4rgb2gray函数116 \U @3`
5.3.5rgb2ind函数116 t&RruwN_;
5.4图像的代数操作117 k
onoI&kV|
5.4.1图像的相加117 Dn;p 4T@
5.4.2图像的相减119 h=+$>_&:
5.4.3图像的相乘121 <d7xt* 4
5.4.4图像的相除121 HD-Erop
5.5图像的对比度增强123 cyF4iG'M,y
5.5.1线性变换123 yYTVXs`fVj
5.5.2非线性变换123 %} q bkkZ
5.6图像的锐化124 t _c?Wp~tH
5.6.1边界提取和锐化124 U[8{_h<#
5.6.2锐化滤波器125 .[j %sGdKl
5.7图像的边缘检测127 b1^cD6sT+
5.7.1边缘检测算子127 bBE+jqi 2
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128
*4yN3y
5.8基于灰度的图像分割131 []}N
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Z)9R9 s
5.9.1膨胀和腐蚀134 Ft-6m%
5.9.2结构元素134 KD*O%@X5C
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Pes =aw
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 XB/'u39
参考文献136 A 7 Y_HIo
&]NZvqdj.]
第三部分 实例篇 m &E l)
第6章课程设计综合实例139 nNR:cG fG
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 dY'Y5Th~
6.1.1设计目的139 lB:l)!]||=
6.1.2设计任务及具体要求139 ?r3e*qJGn
6.1.3基本原理概述139 T$ c+m\j6
6.1.4设计方案及验证140 U[fSQ` &D
参考文献148 l,y^HTc}7/
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 v5 Y)al@
6.2.1设计目的148 /'&v4C^y>
6.2.2设计任务及要求148 fM:80bn L+
6.2.3设计原理概述149 Qp+lJAY
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 }td6fj_{
参考文献154 ?>?ZAr
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 UK:M:9
6.3.1设计目的154 { _X#fq0}
6.3.2设计任务及要求155 <2)v9c
6.3.3设计原理概述155 5f3!NeI
6.3.4MATLAB仿真实现155 ~UW{)]_jox
参考文献160 6`j<l5-h
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 GfNWP
6.4.1设计目的161 Z@nmjj i
6.4.2设计任务及要求161 O 3}P07
6.4.3设计原理概述161 2K~tDNv7
6.4.4设计实现163 + 1f{ _v
参考文献169 l~{T#Q
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 :z124Zf
6.5.1设计目的169 W7] mfy^
6.5.2设计任务及要求169 yEnKUo[
6.5.3设计原理概述169 lDH_ Y]bM
6.5.4设计实现171 MIJ%_=sm4:
参考文献178 qG*_w
RF
6.6基于MATLAB的相关识别178 [L)V(o)v
6.6.1设计目的178 GMt)}Hz
6.6.2设计任务及要求178 @] <DR*<
6.6.3设计原理概述178 '> 4+WZ1w5
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 W>VAbm
参考文献183 ^>t-v
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 }$w4SpR
6.7.1设计目的183 ~c9vdK
6.7.2设计任务及要求183 h^Arb=I
6.7.3设计原理概述183 J>/Ci\OB
6.7.4设计实现185 ?Of{c,2 .
参考文献187 |ORm S& 7
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ~7KynE
6.8.1设计目的187 EgkZ$ah
6.8.2设计任务及要求188 !#l0@3
6.8.3设计原理概述188 Fwg#d[:u
6.8.4设计实现188 *#3voJjV(
参考文献193 {^2({A#&
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 N}eU.#L
6.9.1设计目的194 Q'>_59
6.9.2设计任务及要求194 6:8EZ' y
6.9.3设计原理概述194 1gf/#+ $\
6.9.4设计实现197 k G_&-b
参考文献200 dw=Xjyk?h
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Oi+Qy[y2
6.10.1设计目的200 nvm1.}=Cnd
6.10.2设计任务及具体要求201 1o"y%*"
6.10.3基本原理概述201 q[Sp|C6x
6.10.4设计方案及验证201 >@q2FSMf
6.10.5结论208 vQ9 xG))
参考文献208
