《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。 "1%k"+&
《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。 U#XW}T=|
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。 ~S sfkM"
6 wXy;!2
第一部分 语言篇 EZ hk(LE
第1章MATLAB语言概述3 n0%S: (
1.1MATLAB简介3 K
6,c||#<
1.1.1MATLAB的发展历程3 !d[]Qt%mA
1.1.2MATLAB的主要特点3 tq=M 9c
1.2MATLAB的系统组成4 Y ._O m}H
1.2.1MATLAB开发环境4 {Hv kn{{'
1.2.2MATLAB数学函数库5 0}T 56aD=!
1.2.3MATLAB语言5 j)ju vat
1.2.4MATLAB图形处理系统5 wWq-zGH|&
1.2.5MATLAB程序接口5 Q
t rU_c2k
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 %+UTs'I
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 z(>:LX"xz
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 -OKXfN]
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 gI@nE:(m
1.4.1菜单和工具栏9 _eH@ G(W(
1.4.2命令行窗口10 s= z$;1C
1.4.3工作区11 Q^?$2ck=
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 JxM32?Rm*w
1.5.1帮助窗口11 [ d>2F
1.5.2帮助命令12 g|4>S<uC
1.5.3演示系统（Demos）13 *GdJ<B$
1.5.4帮助系统导航浏览器13 T/J1 b-
1.5.5远程帮助系统14 F#qc#s
1.6MATLAB的基本操作命令14 F EBRUk6.h
1.6.1通用命令和编辑键14 oB '5' :
1.6.2文件管理15 4]Gm4zO
1.7MATLAB使用初步16 ygUX ]*m!
习题16 m+ #G*
第2章MATLAB的基本语法17 gx C`Ml
2.1数据类型17 vH E:TQo4
2.1.1数值类型17 V_|HzYJJ5
2.1.2字符串17 "ZmxHMf
2.1.3逻辑类型19 UM 0#S}
2.1.4元胞数组20 +]hc!s8
2.1.5构架数组21 ^l K!tO eO
2.1.6函数句柄（function）21 [:A">eYI
2.2变量22 4r7a ZDVA\
2.2.1变量命名的规则22 +|4olK$[
2.2.2变量的赋值22 \ oP
2.2.3MATLAB变量的显示23 {%\;'&@z\
2.2.4MATLAB变量的存取24 ax 2#XSCO
2.3数组及向量运算24 R m2M
2.3.1数组和向量的创建24 l[nf"'
2.3.2数组的寻址27 Y$qjQ 1jF+
2.3.3数组的运算27 YC*`n3D|'
2.3.4向量运算29 |UcF%VNnz1
2.4矩阵及其运算30 G2:.8 ok
2.4.1矩阵的创建30 1d&Q
E\2}
2.4.2矩阵的运算31 Fg2/rC:_
2.4.3矩阵的常用函数运算33 Y&i&H=U
2.5多项式及其运算34 NpA%7Q~B$,
2.5.1多项式的构造34 G B6(WAmr
2.5.2多项式的运算34 |Y2n6gkH[
2.5.3多项式拟合36 s:tWEgZk?
2.6符号运算37 Z_T~2t
2.6.1基本符号对象37 GzT?I
7|M
2.6.2符号表达式38 eYv+tjIF
2.6.3符号表达式的运算38 clIn}wQ
2.6.4常用的符号运算39 =knBwjeD
2.7MATLAB绘图40 qJXf c||Zg
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 oV~S4|9:
2.7.2二维绘图41 Z/;8eb*B7
2.7.3图形修饰43 Im o?)dYK
2.7.4三维绘图46 Nk9w ;
z&
2.7.5特殊图形48 J]Q-#g'Z
2.7.6四维图形50 u:^9ZQ+
2.8MATLAB程序设计51 @DAaCF8
2.8.1M文件编辑器51 8,B#W#*{
2.8.2命令文件53 \@_?mL @=
2.8.3函数文件53 i \ .&8
2.8.4M文件的规则54 6(q8y(.`
2.8.5全局变量与局部变量54 g_"B:DR
2.8.6程序流控制55 ~ y ?v
2.8.7程序设计举例58 m`@~ZIa?>B
2.8.8程序设计的基本原则60 C{V,=Fo^
习题60 A5G@u}YS5
参考文献62 #*}cc
xp"F)6
第二部分 应用篇 4 HGR-S/
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 (~ :ip)v
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 \T;(k?28HN
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 p q]>Ep
3.1.2电矢量垂直入射面66 2y9$ k\<xV
3.1.3菲涅耳公式66 AxCFZf 5
3.2光的干涉68 X>MDX.Z
3.2.1波的叠加原理68 _wZr`E)
3.2.2光波的干涉71 O+~@ S~
3.2.3杨氏干涉实验71 cvV8 ;
3.2.4牛顿环74 m!Aw,*m+*
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 p.vxrk`c
3.3光的衍射79 F[0w*i&u5
3.3.1光的衍射现象79 OX.g~M
ig|
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 gZ {
3.3.3光栅衍射83 D#X&gE
3.4光的偏振84 {XLRrU!*
3.4.1光波的偏振态84 k,r}X:<6jz
3.4.2光波的偏振态的仿真85 2 :6lr4{uY
3.5平行光束通过透镜聚焦87 l_T5KV
3.5.1平凸透镜光线追迹87 #|
m* k
参考文献90 ^ O3p :X4u
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 Qmj%otSg
4.1信息光学函数91 er>@ - F7w
4.1.1矩形函数91 u9ue>I /
4.1.2阶跃函数93 gyv @_}Y3
4.1.3符号函数94 K- TLzoYA
4.1.4sinc函数94 <\?dPRw2>
4.1.5高斯函数95 ov'C0e+o
4.2傅里叶变换97 twql)lbx
4.3卷积定理99 8fQXif\z
4.4傅里叶透镜的仿真101 28 ;x5m)N
4.5计算全息103 q&: t$tSS
4.5.1全息透镜103 L^jhr>-";
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 -$(2Z[
参考文献107 p @+D$
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 y~rtYI
5.1图像及数字图像简介108 V}q=!zz
5.1.1索引图像108 ^FK-e;J
5.1.2RGB图像109 W_| 7hwr
5.1.3二值图像109 >]?!9 @#IH
5.1.4灰度图像109 O J)XJL
5.2数字图像的读取、显示及输出110 x )e(g}n
5.2.1图像的读取110 IjRU L/\=
5.2.2图像的显示110 N-Sjd%Z
5.2.3图像的输出112 1K {hj%
5.2.4添加颜色条112 6b h.5|
5.3图像类型的转化113 B..> *Xb
5.3.1dither函数113 - VZ?
c
5.3.2gray2ind函数114 n`|CD Kb
5.3.3im2bw函数115 8Y~\:3&1<
5.3.4rgb2gray函数116 dqw0ns.2
5.3.5rgb2ind函数116 :n$?wp
5.4图像的代数操作117 Dmn{ppfyb
5.4.1图像的相加117 Q y| 6A@
5.4.2图像的相减119 r-c1_
[Q#
5.4.3图像的相乘121 DMd&9EsRG
5.4.4图像的相除121 Q% _MO`<]$
5.5图像的对比度增强123 >W= ^>8u
5.5.1线性变换123 \Oa11c`6
5.5.2非线性变换123 {tF)%>\#
5.6图像的锐化124 ZgL ]ex
5.6.1边界提取和锐化124 wWB^m@:4
5.6.2锐化滤波器125 EdS7m,d
5.7图像的边缘检测127 Z`{GjV3%wH
5.7.1边缘检测算子127 Rj/ y.g
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 WD?COUEox
5.8基于灰度的图像分割131 !R1OSVFp
5.9图像的膨胀与腐蚀134 ZNY), 3?
5.9.1膨胀和腐蚀134 cmbl"Pqy1
5.9.2结构元素134 8\e8$y3
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 p(S {k]ZL@
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 3>buZ6vh
参考文献136 )W3kBDD
ug9]^p/)^
第三部分 实例篇 \%]!/&>{6
第6章课程设计综合实例139 lxOUV? m^N
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 f5hf<R),A
6.1.1设计目的139 .jbT+hhM
6.1.2设计任务及具体要求139 ~X1<x4P\
6.1.3基本原理概述139 l =^ ^l`
6.1.4设计方案及验证140 N##-
vV
参考文献148 %jj \w>
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 Ox"SQ`nSj'
6.2.1设计目的148 &%` 0&y
6.2.2设计任务及要求148 7B#HF?,?
6.2.3设计原理概述149 c:_dW;MJ0
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 9l:v Vp7Uk
参考文献154 j+NpQ }t:
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 vK8!V7o~h%
6.3.1设计目的154 aDjYT/`l
6.3.2设计任务及要求155 (, 2U?p
6.3.3设计原理概述155 5q{
-RJ
6.3.4MATLAB仿真实现155 b n0Rv
参考文献160 VyxX5Lrj
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 E#mpj~{-
6.4.1设计目的161 .0#{ ?R,
6.4.2设计任务及要求161 _&/2-3]\B
6.4.3设计原理概述161 "!_,N@\t
6.4.4设计实现163 5D`!Tu3
参考文献169 \xexl 1_;
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 }i@%$Ixsn
6.5.1设计目的169 !eGUiE=
6.5.2设计任务及要求169 +{ "w5o<CO
6.5.3设计原理概述169 CeW}z kcT
6.5.4设计实现171 o9A wW
参考文献178 :N
]H"u9X
6.6基于MATLAB的相关识别178 K.: :P84m;
6.6.1设计目的178 1|xo4fmV
6.6.2设计任务及要求178 OK=ANQjs(
6.6.3设计原理概述178 )dZ1$MC[
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 UaV8 !Z>
参考文献183 J2Z? }5>
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 u4.2u}A/R%
6.7.1设计目的183 +pJ~ <ug]
6.7.2设计任务及要求183 DjQ gF=;
6.7.3设计原理概述183 7xjihl3
6.7.4设计实现185 Bz * 6M
参考文献187 O*+,KKPt
6.8基于MATLAB的激光束合成187 vON1\$bu `
6.8.1设计目的187 ^<QF * !
6.8.2设计任务及要求188 E j/P: nB
6.8.3设计原理概述188 yh"48@L'D
6.8.4设计实现188 uE:`Fo=y
参考文献193 yc3i> w`
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 H5?H{
6.9.1设计目的194 ]ppws3*Pa
6.9.2设计任务及要求194 V.Qy4u 7m
6.9.3设计原理概述194 !:9s>0';N
6.9.4设计实现197 /faP@Q3kR
参考文献200 P'D'+qS
6.10基于MATLAB的人脸识别200 C &-]RffA
6.10.1设计目的200 F@Cxjz
6.10.2设计任务及具体要求201 XZ[3v9?&n
6.10.3基本原理概述201 <;':'sW
6.10.4设计方案及验证201 W``
-/
6.10.5结论208 -x2&IJ!
参考文献208
