《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。 bGorH=pb5R
《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。 cW+t#>' r
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。 &d'Awvy 0
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第一部分 语言篇 IEyL] ;K
第1章MATLAB语言概述3 1
E22R
1.1MATLAB简介3 A pjOj/
1.1.1MATLAB的发展历程3 DS< }@
1.1.2MATLAB的主要特点3 uPniLx\t:
1.2MATLAB的系统组成4 A1 9;1#$=
1.2.1MATLAB开发环境4 O iFS}p
1.2.2MATLAB数学函数库5 Kt( -@\)!
1.2.3MATLAB语言5 Z y _V9j[n
1.2.4MATLAB图形处理系统5 9aJ%`i
1.2.5MATLAB程序接口5 s dS^e`S
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 pAk/Qxl3eo
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 77Bgl4P
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 fK(}Ce
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 #]'rz,E<
1.4.1菜单和工具栏9 ~(]0k.\
1.4.2命令行窗口10 T,$WlK
Wj
1.4.3工作区11 Q3" } Hl2
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 u!:z.RH8n
1.5.1帮助窗口11 tlA"B{ 7
1.5.2帮助命令12 {8I. `U
1.5.3演示系统（Demos）13 +b3^.wkq
1.5.4帮助系统导航浏览器13 h;j I Yxj
1.5.5远程帮助系统14 Zc?ppO
1.6MATLAB的基本操作命令14 Y Tw#J OO
1.6.1通用命令和编辑键14 Ka`=WeJ|
1.6.2文件管理15 *@TZ+{t
1.7MATLAB使用初步16 Vi$-Bw$@
习题16 v
36%Pj`
第2章MATLAB的基本语法17 m RZ :ie
2.1数据类型17 }Nb8}(6
2.1.1数值类型17 BT@r!>Nl
2.1.2字符串17 R-P-i0 ~
2.1.3逻辑类型19 @UdfAyL
2.1.4元胞数组20 `g,8-
2.1.5构架数组21 `ImE% r !
2.1.6函数句柄（function）21 1J' 3 g
2.2变量22 C2{lf^9:&
2.2.1变量命名的规则22 FW.$5*f='
2.2.2变量的赋值22 `N5|Ho*C
2.2.3MATLAB变量的显示23 Sv ;_HZ
2.2.4MATLAB变量的存取24 l
(3bW1{n
2.3数组及向量运算24 ./$cMaDJ
2.3.1数组和向量的创建24 P#:?ok
2.3.2数组的寻址27 ^#0U ?9
2.3.3数组的运算27 TW^/sx
2.3.4向量运算29 Y\0}R,]a-
2.4矩阵及其运算30 03j]d&P%d
2.4.1矩阵的创建30 wK}\_2?
2.4.2矩阵的运算31 t Bct
2.4.3矩阵的常用函数运算33 eW>3XD4
2.5多项式及其运算34 R-:fd!3oQ
2.5.1多项式的构造34 >*wtbkU
2.5.2多项式的运算34 F"N60>>
2.5.3多项式拟合36 sZLT<6_B
2.6符号运算37 NuU9~gSQ
2.6.1基本符号对象37 boo
}u
2.6.2符号表达式38 b^[F ""!e
2.6.3符号表达式的运算38 oc^Br~ Th
2.6.4常用的符号运算39 dZ _zg<
2.7MATLAB绘图40 1 n%?l[o
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 [NFNz w UB
2.7.2二维绘图41 6 K-5g/hL
2.7.3图形修饰43 nbG/c8 0
2.7.4三维绘图46 c`fG1s
2.7.5特殊图形48 ^`<w&I@
2.7.6四维图形50 2[gFkyqe
2.8MATLAB程序设计51 "HYQqNj?Z
2.8.1M文件编辑器51 sm m]6
2.8.2命令文件53 " YB** Y
2.8.3函数文件53 Pm$q]A~
2.8.4M文件的规则54 G7=p Bf
2.8.5全局变量与局部变量54 (|d34DOJ
2.8.6程序流控制55 &gI ~LP
2.8.7程序设计举例58 3z ]+uv+2J
2.8.8程序设计的基本原则60 A_;8IlW
习题60 [ 4;Ii
参考文献62 ?2Kt'1s#
.6OgO{P:
第二部分 应用篇 a
{ab*tM
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 .Q)|vq^
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 fBQ?|~:n
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ^'jEnN(
3.1.2电矢量垂直入射面66 iKas/8
3.1.3菲涅耳公式66 :{q"G#
3.2光的干涉68 Skz|*n|eY
3.2.1波的叠加原理68 "@9? QI}
3.2.2光波的干涉71 ejA %%5q
3.2.3杨氏干涉实验71 F]m gmYD%
3.2.4牛顿环74 "z<azs
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 F:#J:x'
3.3光的衍射79 ]qB:PtX
3.3.1光的衍射现象79 +`uY]Q ,O
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 Jl "mL
3.3.3光栅衍射83 *. & HD6Qr
3.4光的偏振84 B>Wu;a.:L
3.4.1光波的偏振态84 ? b!Fa
3.4.2光波的偏振态的仿真85 *6 U&Qy-M
3.5平行光束通过透镜聚焦87 .ZMW>U>
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ip~$X 2
参考文献90
{ NJfNu
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91
8L*GE
4.1信息光学函数91 =:S N1#G3n
4.1.1矩形函数91 3Oa*%kP+
4.1.2阶跃函数93 1&:@
4.1.3符号函数94 ?m
c%.Bt
4.1.4sinc函数94 gDIBnH
4.1.5高斯函数95 CB~Q%QLG
4.2傅里叶变换97 5b/ojr7
4.3卷积定理99 k0Ek:MjJr
4.4傅里叶透镜的仿真101 c)&>$S8*
4.5计算全息103 4'p=p#o
4.5.1全息透镜103 R4Rb73o
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 _ W3Y\cs,-
参考文献107 g=T/_
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 2 3KyCV5
5.1图像及数字图像简介108 1p'Le!
5.1.1索引图像108 e h R{X7J
5.1.2RGB图像109
Yav2q3
5.1.3二值图像109 h3gWOU
5.1.4灰度图像109 vKoP|z=m
5.2数字图像的读取、显示及输出110 #'4OYY.
5.2.1图像的读取110 vB ! |\eJ
5.2.2图像的显示110 dC }`IR
5.2.3图像的输出112 !AJ]j|@VBd
5.2.4添加颜色条112
,YhwpkL
5.3图像类型的转化113 [\ R>Xcu>
5.3.1dither函数113 wY"o`o Z
5.3.2gray2ind函数114 dGwszziuK
5.3.3im2bw函数115 @DC)]C2
5.3.4rgb2gray函数116 oVCmI"'
5.3.5rgb2ind函数116 UofTll)
5.4图像的代数操作117 EC<b 3
5.4.1图像的相加117 yg]2erR
5.4.2图像的相减119 s=Q( C[%I
5.4.3图像的相乘121 @
\2#D pr
5.4.4图像的相除121 irTv4ZE'+l
5.5图像的对比度增强123 M`D$ !BJr
5.5.1线性变换123 uIMe
5.5.2非线性变换123 S'B6jJK2x
5.6图像的锐化124 >5T_g2pkv
5.6.1边界提取和锐化124 `:M^8SYrL
5.6.2锐化滤波器125 TFDm5XJ
5.7图像的边缘检测127 &@ 3m -Z
5.7.1边缘检测算子127 }jSj+*
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 6k?`:QK/sl
5.8基于灰度的图像分割131 j[6Raf/(n
5.9图像的膨胀与腐蚀134 l0tYG[
5.9.1膨胀和腐蚀134 r+<{S\ Q
5.9.2结构元素134 FbAC TeB
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 f+vVR1
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 dPjhq(8 zU
参考文献136 /)uM[ dnai
AY_Q""v
第三部分 实例篇 P,bd'
第6章课程设计综合实例139 )y7_qxwbV
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 D&hqV)d4R
6.1.1设计目的139 EP7AP4
6.1.2设计任务及具体要求139 wb"RB
A9
6.1.3基本原理概述139 V:bV ?lt
6.1.4设计方案及验证140 o 07IcIo
参考文献148 ;mAh Y
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ]B9 ^3x[:
6.2.1设计目的148 +?`b=6e(`
6.2.2设计任务及要求148 ! d9 AG|
6.2.3设计原理概述149 G% TL/Z40
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 GO5 ~!g
参考文献154 m(sXk}e;1
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 JhR W[~
6.3.1设计目的154 ,yLw$-
6.3.2设计任务及要求155 O2-M1sd$
6.3.3设计原理概述155 )WR_
ug
6.3.4MATLAB仿真实现155 EY>8O+
参考文献160 (&&87(
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 e9u@`ZC07
6.4.1设计目的161 VGH/X.NJ
6.4.2设计任务及要求161 F@YV]u>N
6.4.3设计原理概述161 %hT4qzJj
6.4.4设计实现163 <R1X \s.
参考文献169 Y9}8M27vQG
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 L~ FTr
6.5.1设计目的169 #w3ru6*W
6.5.2设计任务及要求169 6*1$8G`$8,
6.5.3设计原理概述169 _LfHs1g4
6.5.4设计实现171 \k&1*b?h
参考文献178 XKLF8~y8A
6.6基于MATLAB的相关识别178 ?p8k{N(1
6.6.1设计目的178 Ae|P"^kZ
6.6.2设计任务及要求178 WBppKj_M
6.6.3设计原理概述178 H)J S0
G0
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 E;-qP)yU
参考文献183 !jh %} JJ
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 O25m k X
6.7.1设计目的183 ! gp}U#Yv
6.7.2设计任务及要求183 F> Y9o- o2
6.7.3设计原理概述183 m7 XjP 2
6.7.4设计实现185 = hX[
参考文献187 ~mI LA->F
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ,@Z_{,b
6.8.1设计目的187 ^Q h-(u `
6.8.2设计任务及要求188 , Fytk34
6.8.3设计原理概述188 Da,&+fZI!
6.8.4设计实现188 0P 5BArJ?
参考文献193 ,8 S We
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 DNth4 z
6.9.1设计目的194 By)3*<5 a_
6.9.2设计任务及要求194 jE U'.RBN%
6.9.3设计原理概述194 2bA#D%PHD
6.9.4设计实现197 `facFt[\
参考文献200 5t'Fv<g
6.10基于MATLAB的人脸识别200 cCng5Nq,c
6.10.1设计目的200 lYQtv=q
6.10.2设计任务及具体要求201 +J40wFI:y
6.10.3基本原理概述201 anx&Xj|=.F
6.10.4设计方案及验证201 G\/IM
6.10.5结论208 F_PTMl=Q|J
参考文献208
