《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。 HCe/!2Y/%
《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。 ,JTyOBB<I
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。 ">S1,rhgS
1=!2|D:C)i
第一部分 语言篇 nPl,qcyY
第1章MATLAB语言概述3 }#Iqq9[
1.1MATLAB简介3 bxBndxl
1.1.1MATLAB的发展历程3 PGVp1T Q
1.1.2MATLAB的主要特点3 p6)6Gcx
1.2MATLAB的系统组成4 i=pfjC
1.2.1MATLAB开发环境4 M BU4Awj
1.2.2MATLAB数学函数库5
fD8 GAav
1.2.3MATLAB语言5 $?V YHkX
1.2.4MATLAB图形处理系统5 U2~|AkL
1.2.5MATLAB程序接口5 [ :Sl~
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 "GJ.`Hj
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 vB M<M3
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 m6 Y0,9
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 1|>bG#|
1.4.1菜单和工具栏9 +JXn
1.4.2命令行窗口10 /rK/ l
1.4.3工作区11 YhooD,[.
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 =*>.z@WQ
1.5.1帮助窗口11 %zDi|WZ
1.5.2帮助命令12 fjuPGg~
1.5.3演示系统（Demos）13 vk M_a}%<
1.5.4帮助系统导航浏览器13 \8 v ZZ t
1.5.5远程帮助系统14 <;jg/
1.6MATLAB的基本操作命令14 U^DR'X=
1.6.1通用命令和编辑键14 A8Ae M `
1.6.2文件管理15 KF! d?
1.7MATLAB使用初步16 Q7UQwAN'
习题16 AP4s_X+=
第2章MATLAB的基本语法17 W3^^a D-
2.1数据类型17 <K Stl fX
2.1.1数值类型17 +apn3\ _
2.1.2字符串17 kKDf%=
2.1.3逻辑类型19 f'qM?GlET
2.1.4元胞数组20 qNMYZ0,
2.1.5构架数组21 ]~ S
zb
2.1.6函数句柄（function）21 1Vz3N/AP%?
2.2变量22 lYr4gFOs
2.2.1变量命名的规则22 ,zJ:a>v
2.2.2变量的赋值22 R?}%rP+^e
2.2.3MATLAB变量的显示23 q%)."10}]
2.2.4MATLAB变量的存取24 0 U# m7j
2.3数组及向量运算24 .R@XstQ
2.3.1数组和向量的创建24 W&3,XFnI_
2.3.2数组的寻址27 -KG1"g ,2
2.3.3数组的运算27 !RjC0,
2.3.4向量运算29 .hoVy *I
2.4矩阵及其运算30 XG5T`>Yl
2.4.1矩阵的创建30 kn`O3cW/
2.4.2矩阵的运算31 [ g=4'4EZc
2.4.3矩阵的常用函数运算33 Wrt5eYy
2.5多项式及其运算34 SK*<H~ 2
2.5.1多项式的构造34 0[8uuqV[cB
2.5.2多项式的运算34 O
>@Q>Z8W?
2.5.3多项式拟合36 Fa{[kJ8z
2.6符号运算37 e#WAS H ZN
2.6.1基本符号对象37 UA4M tTp`
2.6.2符号表达式38 n S Vr,wU
2.6.3符号表达式的运算38 zqRps8=
2.6.4常用的符号运算39 ;:Tb_4Hr
2.7MATLAB绘图40 u_o] \D ~
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 ogV v 8Xb
2.7.2二维绘图41 VmXXj6l&
2.7.3图形修饰43 SxkY ;^-U
2.7.4三维绘图46 Le,;)Nd
2.7.5特殊图形48 (ti E%nF+
2.7.6四维图形50 .5A .[ZY)
2.8MATLAB程序设计51 f/m0,EERk
2.8.1M文件编辑器51 '=Acg"aT
2.8.2命令文件53 7dR]$ ~+*e
2.8.3函数文件53 X'xnJtk
2.8.4M文件的规则54 e YiqT Wn:
2.8.5全局变量与局部变量54 ~{{ 7y]3M-
2.8.6程序流控制55 N7)K\)DS!z
2.8.7程序设计举例58 $"6Gv
2.8.8程序设计的基本原则60 H}8kku>7
习题60 %P C[-(Q
参考文献62 Pv*]AF;9pQ
/7ykmW
第二部分 应用篇 L_M(Lj
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 :*t5?
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 crgVedx~}
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 8RS@YO
3.1.2电矢量垂直入射面66 V LfKN)g
3.1.3菲涅耳公式66 Y+0GJuBf
3.2光的干涉68 Q0g^%
3.2.1波的叠加原理68 CWb*bw0
3.2.2光波的干涉71
KvO5-g
3.2.3杨氏干涉实验71 J M;WCV%NM
3.2.4牛顿环74 d9 l2mJzW
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 \9}DAM_
3.3光的衍射79 [&lH[:Y#
3.3.1光的衍射现象79 z0&Y_Up+5
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 &&zsUAkS
3.3.3光栅衍射83 j&q% @%Gm
3.4光的偏振84 RQ 8;_)%
3.4.1光波的偏振态84 v"_E0
3!
3.4.2光波的偏振态的仿真85 e^N}(Kpy
3.5平行光束通过透镜聚焦87 0u
+_D8G
3.5.1平凸透镜光线追迹87 m@",Zr `f=
参考文献90 {9cj itl
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 RxVZn""
4.1信息光学函数91 tC v}+7)
4.1.1矩形函数91 hzA+ ,
4.1.2阶跃函数93 RP k'1nD
4.1.3符号函数94 I2,A T+O<
4.1.4sinc函数94 ~{pds
4.1.5高斯函数95 VDiW 9]
4.2傅里叶变换97 O-3a U!L
4.3卷积定理99 {W=5
J7
4.4傅里叶透镜的仿真101 [n3@*)q's
4.5计算全息103 /E:BEm!
4.5.1全息透镜103 VL|Z+3L
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 @E>I<j,D
参考文献107 yA';~V\V{>
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 /<"ok;Pu7
5.1图像及数字图像简介108 y~Mu~/s
5.1.1索引图像108 Q 87'zf
5.1.2RGB图像109 LG??Q+`l
5.1.3二值图像109 B` )bo}h
5.1.4灰度图像109 gJ^taUE
5.2数字图像的读取、显示及输出110 {vQ:4O!:
5.2.1图像的读取110 Y+5aT(6O
5.2.2图像的显示110 o.s(=iG
5.2.3图像的输出112 ZX'3qW^D
5.2.4添加颜色条112 2WE01D9O
5.3图像类型的转化113 M
C y~~DL
5.3.1dither函数113 ^z51f>C
5.3.2gray2ind函数114 p =-~qBw
5.3.3im2bw函数115 m|v$F,Lv
5.3.4rgb2gray函数116 5<P6PHdY
5.3.5rgb2ind函数116 ARG8 \q U
5.4图像的代数操作117 !lBK!'0
5.4.1图像的相加117 =q*c}8R_0
5.4.2图像的相减119 R \]C;@J<
5.4.3图像的相乘121 DVDzYR**4
5.4.4图像的相除121 ph~BxK )i6
5.5图像的对比度增强123 #7KR`H
5.5.1线性变换123 R*r"};
5.5.2非线性变换123 %"WhD'*z}
5.6图像的锐化124
[X*u`J
5.6.1边界提取和锐化124 T1'\!6_5
5.6.2锐化滤波器125 p1W6 s0L
5.7图像的边缘检测127 Y~?Z'uR
5.7.1边缘检测算子127 $EzWUt
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 PKQ.gPu6*@
5.8基于灰度的图像分割131 <(H<*Xf9
5.9图像的膨胀与腐蚀134 <~S]jtL.j:
5.9.1膨胀和腐蚀134 /U`p|M;
5.9.2结构元素134 hD4>mpk
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 n~ 0MhE0H
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 7k00lKA\w
参考文献136 3[8p, wx
B:Awy/XMi
第三部分 实例篇 lQy-&d|=#^
第6章课程设计综合实例139 M27H {} v
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 2\;/mQI 2A
6.1.1设计目的139 6;wKL?snO
6.1.2设计任务及具体要求139 S h ?e b
6.1.3基本原理概述139 T| 0d2aa
6.1.4设计方案及验证140 Ijk hV
参考文献148 H!>>|6OPF
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ~ Yc!~Rz
6.2.1设计目的148 N(2M
w:}
6.2.2设计任务及要求148 &gUa^5'#
6.2.3设计原理概述149 e1%kW1Z9
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 kt=& mq/ B
参考文献154 0Ue~dVrM(?
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 z 4;@"B
6.3.1设计目的154 X5)(,036
6.3.2设计任务及要求155 >s 1?rC
6.3.3设计原理概述155 +L @\/=;G
6.3.4MATLAB仿真实现155 tU *`X(;
参考文献160 '+3C2!
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 rm-;Z<
6.4.1设计目的161 @^o7UzS4z
6.4.2设计任务及要求161 WW2 hwB (
6.4.3设计原理概述161 )lz~Rt;1i
6.4.4设计实现163 7[!dm _
参考文献169 B9%%jEH*
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 yH>C7M7 t
6.5.1设计目的169 YBR)S _C$_
6.5.2设计任务及要求169 <]X 6%LX
6.5.3设计原理概述169 L
u'<4 R
6.5.4设计实现171 0s\ -iub=d
参考文献178 .!Kqcz% A
6.6基于MATLAB的相关识别178 Uw!d;YQm
6.6.1设计目的178 KY%{'"'u
6.6.2设计任务及要求178 H8=:LF
6.6.3设计原理概述178 pOh<I {r1
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ) xK W
参考文献183 nh"dPE7^
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 u[oV
Jvc
6.7.1设计目的183 E!BzE_|i
6.7.2设计任务及要求183 $EEn] y
6.7.3设计原理概述183 P} qpy\/(4
6.7.4设计实现185 x 4sIZe+
参考文献187 D$*o}*mb
6.8基于MATLAB的激光束合成187 6:6A" A
6.8.1设计目的187 MvnQUZ
6.8.2设计任务及要求188 M)nh~gU
6.8.3设计原理概述188 C "%B >e
6.8.4设计实现188 .l5-i@=W
参考文献193 Y_EEnx&>i
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 #TO^x&3@
6.9.1设计目的194 m7C!}l]9
6.9.2设计任务及要求194 1uCF9P
ai
6.9.3设计原理概述194 3HW&\:q5'M
6.9.4设计实现197 ts}OE
参考文献200 ewHs ]V+U
6.10基于MATLAB的人脸识别200 #f HnM+
6.10.1设计目的200 DdU w~n,
6.10.2设计任务及具体要求201 6 EO@ Xf7,
6.10.3基本原理概述201 SMJRoK3
6.10.4设计方案及验证201 }P-C-L{yE(
6.10.5结论208 o if|X7H;
参考文献208
