《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。 2@:Ztt6~
《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。 7a4h7/
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。 0t -=*7w%
R'h.lX
第一部分 语言篇 &@z
M<A
第1章MATLAB语言概述3 SFVqUg3"Z
1.1MATLAB简介3 :F
p t>g
1.1.1MATLAB的发展历程3 j:[ #eC
1.1.2MATLAB的主要特点3 Jf@~/!m}'
1.2MATLAB的系统组成4 i=\`f& B
1.2.1MATLAB开发环境4 k<k@Tlo
1.2.2MATLAB数学函数库5 @H8C U!J
1.2.3MATLAB语言5 ~D_Wqr
1.2.4MATLAB图形处理系统5 07 7 wk
1.2.5MATLAB程序接口5 EO G &Xa
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 %B 04| Q
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 5]Y ?NN,GR
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 Rz=wInFs
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 PPj%.i)
1.4.1菜单和工具栏9 ;oVFcZSA
1.4.2命令行窗口10 Imz1"+E~
1.4.3工作区11 Tr " Bz!
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 m&+ V@H
1.5.1帮助窗口11 P5oYv
1.5.2帮助命令12 `tJ"wpCf6
1.5.3演示系统（Demos）13 Gr !@ih^
1.5.4帮助系统导航浏览器13 dW V m'd
1.5.5远程帮助系统14 I A b- O
1.6MATLAB的基本操作命令14 -02.n}u>
1.6.1通用命令和编辑键14 <4jqF 4
W
1.6.2文件管理15 vec4R )S
1.7MATLAB使用初步16 '?qI_LP?
习题16 b*<Fi# x1=
第2章MATLAB的基本语法17 ONm-zRx|
2.1数据类型17 U&u~i
3
2.1.1数值类型17 bs?&;R.5
2.1.2字符串17 J6g:.jsK!
2.1.3逻辑类型19 <L:}u!
2.1.4元胞数组20 #oxP,LR
2.1.5构架数组21
u'qc=5
2.1.6函数句柄（function）21 nD# uOep9
2.2变量22 YguY5z
2.2.1变量命名的规则22 `f\+aD'u
2.2.2变量的赋值22 TQ25"bWi
2.2.3MATLAB变量的显示23 :djbZ><
2.2.4MATLAB变量的存取24 -E-e!
2.3数组及向量运算24 =iE)vY,?"}
2.3.1数组和向量的创建24 f- ~]
2.3.2数组的寻址27 .*nr3dY
2.3.3数组的运算27 "hLm wz|a
2.3.4向量运算29 UaM&/K9
2.4矩阵及其运算30 |!uC [=
2.4.1矩阵的创建30 2R~[B]2"r
2.4.2矩阵的运算31 +p0Y*.
2.4.3矩阵的常用函数运算33 =$WDB=i
2.5多项式及其运算34 jYnP)xX;
2.5.1多项式的构造34 |]tsf
/SA
2.5.2多项式的运算34 |jyD@Q,4
2.5.3多项式拟合36 k;pU8y6Y
2.6符号运算37 BD&AtOj[,
2.6.1基本符号对象37 vfOG(EkG.?
2.6.2符号表达式38 RKwuvVI
2.6.3符号表达式的运算38
ee#\XE=A
2.6.4常用的符号运算39 R/kfb V-b
2.7MATLAB绘图40 Jp +h''t
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 h3z9}'
2.7.2二维绘图41 D<(VP{ ,G
2.7.3图形修饰43 Rj~y#m
2.7.4三维绘图46 qz.WF8Sy2
2.7.5特殊图形48 !&5B&w{u~!
2.7.6四维图形50 &ej |DM6
2.8MATLAB程序设计51 $QJ,V~
2.8.1M文件编辑器51 b0yNc:
2.8.2命令文件53
>^Y)@ J
2.8.3函数文件53 %oiA'hz;*
2.8.4M文件的规则54 9R JFj?^"
2.8.5全局变量与局部变量54 ; 8u5
2.8.6程序流控制55 d?>pcT)G_
2.8.7程序设计举例58 q.v_ ?X<_
2.8.8程序设计的基本原则60 o`7B@]
习题60 {z 7kW@c
参考文献62 gbN@EJ
f^ 6da6Z
第二部分 应用篇 MTeCmFe0;
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 i 2n66d
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 GE |P )VO
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 1 eMaKT_=
3.1.2电矢量垂直入射面66 zmh5x{US1
3.1.3菲涅耳公式66 Q7SRf$4
3.2光的干涉68 d6{0[T^L
3.2.1波的叠加原理68 F/0x` l
3.2.2光波的干涉71 S<"`9r)av
3.2.3杨氏干涉实验71 8 qwOZ
d
3.2.4牛顿环74 :1e'22[=.
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 'kk
B>g7B
3.3光的衍射79 l 8By2{pN
3.3.1光的衍射现象79 J]qx4c
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 G?v]|wdI
3.3.3光栅衍射83 0xpE +GY
3.4光的偏振84 l5,}yTUta
3.4.1光波的偏振态84 T``~YoIdz
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ej {7) #
3.5平行光束通过透镜聚焦87 PZSi}j/
3.5.1平凸透镜光线追迹87 i `" L?3T
参考文献90 X1\ao[t<;c
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 j8{,u6w)-
4.1信息光学函数91 I>45xVA
4.1.1矩形函数91 Q)l~?Fx
4.1.2阶跃函数93 IC@-`S#F
4.1.3符号函数94 5'"l0EuD
4.1.4sinc函数94 =.f<"P51k
4.1.5高斯函数95 L6"?p-:@'
4.2傅里叶变换97 P>;u S
4.3卷积定理99 y2NVx!?n
4.4傅里叶透镜的仿真101 E>w| i
4.5计算全息103 c`4i#R
4.5.1全息透镜103 a$h
zG -
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 \C;F5AO
参考文献107 S9@)4|3C|p
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 s14; \
5.1图像及数字图像简介108 L$s ;t J
5.1.1索引图像108 hYv ;*]
5.1.2RGB图像109 b5d;_-~d
5.1.3二值图像109 pPt w(5bH
5.1.4灰度图像109
Kgu#M i~
5.2数字图像的读取、显示及输出110 3hbU us
5.2.1图像的读取110 %<Kw
5.2.2图像的显示110 !Zma\Ip
5.2.3图像的输出112 8WL*Pr 1I
5.2.4添加颜色条112 "ba>.h,#'
5.3图像类型的转化113 ~4[4"Pi>|
5.3.1dither函数113 !:w& eFC6
5.3.2gray2ind函数114 ;+iw?"
5.3.3im2bw函数115 Y)OTvKrOA
5.3.4rgb2gray函数116 ? &GV~DYxA
5.3.5rgb2ind函数116 + q@g
5.4图像的代数操作117 R.B3
5.4.1图像的相加117 Jb"0P`senY
5.4.2图像的相减119 Hy0l"CA*|
5.4.3图像的相乘121 >KMTxHE`+
5.4.4图像的相除121 a gM I$
5.5图像的对比度增强123 %)@3V8 OI
5.5.1线性变换123 e x`mu E
5.5.2非线性变换123 6I,4 6 XZ-
5.6图像的锐化124 /6a617?9J
5.6.1边界提取和锐化124 @F%_{6h
5.6.2锐化滤波器125 /E0/ )@pDq
5.7图像的边缘检测127 [^GXHE=
5.7.1边缘检测算子127 &Eqa y'
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 0R[onPU_vZ
5.8基于灰度的图像分割131 sFWH*k dP?
5.9图像的膨胀与腐蚀134 v^QUYsar
5.9.1膨胀和腐蚀134 Zf ub+A
5.9.2结构元素134 !JC!GS"M5
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ]@bu%_s"
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g_F-PT>($
参考文献136 "I`g(q#Uo
#K _E/~
第三部分 实例篇 8{ iFxTz
第6章课程设计综合实例139 I&Y 9
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 % V3xO%
6.1.1设计目的139 0?d}O j
6.1.2设计任务及具体要求139 `L1lGlt
6.1.3基本原理概述139 ( [m[<
6.1.4设计方案及验证140 It8m]FN
参考文献148 o\7 q!
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 M ~k2Y$}R
6.2.1设计目的148 #X?#v7i",D
6.2.2设计任务及要求148 TS cI_8c>
6.2.3设计原理概述149 4+j:]poYG{
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ;]+ p>p-#
参考文献154 Ko|p&-Z;
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 sLh %k
6.3.1设计目的154 zP$Ef7bB
6.3.2设计任务及要求155 (<:mCPk(~
6.3.3设计原理概述155 &!pG1Fp9
6.3.4MATLAB仿真实现155 ~\~K ,v
参考文献160 `tb@x ^
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 rxVJB3P9
6.4.1设计目的161 s$ v<p(yl
6.4.2设计任务及要求161 8rwXbYx
x
6.4.3设计原理概述161 L=9w
3VXS
6.4.4设计实现163 2%F!aeX
参考文献169 wX!>&Gc.
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 FaUc"J
6.5.1设计目的169 ;x=r.3OQy
6.5.2设计任务及要求169 @rT}V>2I
6.5.3设计原理概述169 Sd0y=!Pj=
6.5.4设计实现171 lp=8RbQYC
参考文献178 37 M?m$BL
6.6基于MATLAB的相关识别178 ?()$imb*
6.6.1设计目的178 -WX{ y Ci
6.6.2设计任务及要求178 XdR^, ;pWE
6.6.3设计原理概述178 #MhieG5
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 GE0,d
参考文献183 .oR _r1\y
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 D^ %DYp
6.7.1设计目的183 HEC ZZnM
6.7.2设计任务及要求183 >
l@ o\
6.7.3设计原理概述183 D >~S-]
6.7.4设计实现185 cA8"Ft{P)
参考文献187 Q|`sYm'.
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ?{Gf'Y}y&
6.8.1设计目的187 ;:)?@IuSy
6.8.2设计任务及要求188 )(&WhZc Z
6.8.3设计原理概述188 "uthFE
6.8.4设计实现188 0,x<@.pW
参考文献193 )K+ Tvx3(m
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 EhBYmc" &
6.9.1设计目的194 p*^[
~} N
6.9.2设计任务及要求194 `vijd(a?v
6.9.3设计原理概述194 Ef2#} %>
6.9.4设计实现197 0f<$S$~h
参考文献200
h'_@
6.10基于MATLAB的人脸识别200 &74*CO9B9
6.10.1设计目的200 QE 8aYPSFf
6.10.2设计任务及具体要求201 {hLS,Me
6.10.3基本原理概述201 I>jDM
6.10.4设计方案及验证201 3;h%mk KQ+
6.10.5结论208 qL03iV#h*V
参考文献208
