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2016-04-15 20:43 |
《Matlab仿真及其在光学课程中的应用》源程序
《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|}+T6_q 《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。 1r]IogI 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。 '4|-9M3f aM:nOt" S1 第一部分 语言篇 zN:K%AiGxe 第1章MATLAB语言概述3 /|eA9 ] 1.1MATLAB简介3 0QOBL'{7) 1.1.1MATLAB的发展历程3 '-"/ =j&d[ 1.1.2MATLAB的主要特点3 #EsNeBu 1.2MATLAB的系统组成4 0iwZT&O 1.2.1MATLAB开发环境4 K3x.RQQ- 1.2.2MATLAB数学函数库5 H
s"HID 1.2.3MATLAB语言5 h_T7% #0 1.2.4MATLAB图形处理系统5 8'4S8DM 1.2.5MATLAB程序接口5 :kf`?u 1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 G6FEp` 1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ?`#/ 8PN 1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 OC<5E121>Y 1.4MATLAB R2014a的工作环境8 Hr]h
Jc 1.4.1菜单和工具栏9 *Ie7{EhJ' 1.4.2命令行窗口10 ~ ArP9
K" 1.4.3工作区11 26k LhFS 1.5MATLAB R2014a帮助系统11 pFHz"] 1.5.1帮助窗口11 (Yis:%c\! 1.5.2帮助命令12 x"{'&J[hx 1.5.3演示系统(Demos)13 t{WzKy 1.5.4帮助系统导航浏览器13 !gv`FE9y 1.5.5远程帮助系统14 FTQ%JTgT 1.6MATLAB的基本操作命令14 8qEVOZjV& 1.6.1通用命令和编辑键14 dnb)/ 1.6.2文件管理15 0#S W!b|% 1.7MATLAB使用初步16 T<w5vqFDu 习题16 y1bbILWej 第2章MATLAB的基本语法17 Qe5U<3{JZ 2.1数据类型17 ^,;z|f'%* 2.1.1数值类型17 m$W < 2.1.2字符串17 \&i P`v`K 2.1.3逻辑类型19 .%Ta]!0 2.1.4元胞数组20 isZA oYVu 2.1.5构架数组21 }c}|
$h^Y 2.1.6函数句柄(function)21 ulkJR-""& 2.2变量22 (v}>tb*#` 2.2.1变量命名的规则22 Q'YH>oGh^ 2.2.2变量的赋值22 7qg{v9|, 2.2.3MATLAB变量的显示23 7~GB;1n 2.2.4MATLAB变量的存取24 "gne_Ye. 2.3数组及向量运算24 "Za>ZRR 2.3.1数组和向量的创建24 }c`fW& 2.3.2数组的寻址27 0DmMG 2.3.3数组的运算27 weE/TW\e 2.3.4向量运算29 wm$}Pch 2.4矩阵及其运算30 =|%Cu& 2.4.1矩阵的创建30 CO2C{~Q5 2.4.2矩阵的运算31 JoN\]JL\, 2.4.3矩阵的常用函数运算33 !\"5rNy 2.5多项式及其运算34 W'.s\e?gh 2.5.1多项式的构造34
}f8Uc+ 2.5.2多项式的运算34 J]G?Rc 2.5.3多项式拟合36 _',prZ* 2.6符号运算37 Z6_N$Z.A 2.6.1基本符号对象37 L2pp6bW 2.6.2符号表达式38 _/s(7y! 2.6.3符号表达式的运算38 Jnna$6G)B 2.6.4常用的符号运算39 q|v(Edt|_[ 2.7MATLAB绘图40 @1 U&UH 2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 NyVnA 2.7.2二维绘图41 KA){''>8 2.7.3图形修饰43 P~G 1EK|4 2.7.4三维绘图46 f~dd3m(' 2.7.5特殊图形48 e|p$d:#! 2.7.6四维图形50 +AHUp) 2.8MATLAB程序设计51 K a6,<C
o 2.8.1M文件编辑器51 h|h>u
^@ 2.8.2命令文件53 4&_NJ\ 2.8.3函数文件53 S6+y?,^ 2.8.4M文件的规则54 DWID$w 2.8.5全局变量与局部变量54 "ajjJ"x A 2.8.6程序流控制55 |ZCn`9hvn 2.8.7程序设计举例58 ltgc:&=|@ 2.8.8程序设计的基本原则60 #ceaZn|@m 习题60 #DN0T' B 参考文献62 *+\SyO P#_sg0oJF 第二部分 应用篇 gx&Tt 第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 59%tXiO 3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 ) :\xHR4 3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 {2+L@ 3.1.2电矢量垂直入射面66 j~+>o[c 3.1.3菲涅耳公式66 98WZ){+,m 3.2光的干涉68 wQiX<)O 3.2.1波的叠加原理68 e][B7wZ 3.2.2光波的干涉71 `X`2:@gQ 3.2.3杨氏干涉实验71 baP^<w^ 3.2.4牛顿环74 ]6{*^4kX 3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ,daKC 3.3光的衍射79 &3$z4df
3.3.1光的衍射现象79 KGWyJ 3.3.2矩孔和圆孔衍射82 FI<q@HF 3.3.3光栅衍射83 -W<vyNSr 3.4光的偏振84
k0 3.4.1光波的偏振态84 3Ezy %7 3.4.2光波的偏振态的仿真85 ~",`,ZXQy 3.5平行光束通过透镜聚焦87 V
hk_ 3.5.1平凸透镜光线追迹87 {fEwA8Ir 参考文献90 9:!gI|C 第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ]\xy\\b/` 4.1信息光学函数91 GN0`rEh 4.1.1矩形函数91 h?f>X"*|( 4.1.2阶跃函数93 .p=sBLp8 4.1.3符号函数94 Cxcr/9 4.1.4sinc函数94 +]|Z%;im 4.1.5高斯函数95 PZm:T+5H 4.2傅里叶变换97 s-RQMK}H 4.3卷积定理99 }#qGqY*@LK 4.4傅里叶透镜的仿真101 |0\0a&tkPl 4.5计算全息103 ,i0b)=!o 4.5.1全息透镜103 A^RR@D 4.4.2二元傅里叶变换全息图105 \2(SB 参考文献107 js8{]04y 第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 E%'~'[Q 5.1图像及数字图像简介108 Qq@G\eRo 5.1.1索引图像108 4_UU<GEp 5.1.2RGB图像109 Pf$pt 5.1.3二值图像109 Mze;k3 5.1.4灰度图像109 `$~RxzZ g 5.2数字图像的读取、显示及输出110 Kv rX{F= 5.2.1图像的读取110 JIFU;*PR1 5.2.2图像的显示110 uu/+.9 5.2.3图像的输出112 A#W?2k9 5.2.4添加颜色条112 T /mI[*1xI 5.3图像类型的转化113 s
(0* 5.3.1dither函数113 /c$\X<b); 5.3.2gray2ind函数114 UDc$"a}ds{ 5.3.3im2bw函数115 v @O&t4 5.3.4rgb2gray函数116 Lj"A4i_ 5.3.5rgb2ind函数116 qU,c~C=Qf 5.4图像的代数操作117 O0:)X)b 5.4.1图像的相加117 v$)q($}p 5.4.2图像的相减119 7nVRn9Hn 5.4.3图像的相乘121 37q@rDm2 5.4.4图像的相除121
c\q
5.5图像的对比度增强123 "iM~Hy 5.5.1线性变换123 VN'Wq7>6 5.5.2非线性变换123 ~=wCwA|1 5.6图像的锐化124 *1'`"D~ 5.6.1边界提取和锐化124 o%4Gd~ 5.6.2锐化滤波器125 `Bw9O%]-S 5.7图像的边缘检测127 k78Vh$AA6% 5.7.1边缘检测算子127 g'l?~s`SB 5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 yE\wj 5.8基于灰度的图像分割131 a|BcnYN 5.9图像的膨胀与腐蚀134 +'G0 {;b 5.9.1膨胀和腐蚀134 Ox#Q2W@Uy 5.9.2结构元素134 x-'~Bu 5.9.3膨胀的MATLAB实现135 |T4kqW{ 5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ]O`
{dnP 参考文献136 <X_!x_x Fa epDjY8 第三部分 实例篇 '&FjW-`"
G 第6章课程设计综合实例139 ;c-3g] 6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 R|P_GN6> 6.1.1设计目的139 M('d-Q{B7L 6.1.2设计任务及具体要求139 g2R@`./S 6.1.3基本原理概述139 5 #]4YI; 6.1.4设计方案及验证140 #RMI&[M 参考文献148 P(SZ68 6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 W><dYy=z5 6.2.1设计目的148 `T2 <<< 6.2.2设计任务及要求148 >az;!7~cD 6.2.3设计原理概述149 s-W[.r| 6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 _ OaRY] 参考文献154 kJ(A,s| 6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154
?W0(|9 6.3.1设计目的154 CodSJ, 6.3.2设计任务及要求155 + q''y 6.3.3设计原理概述155 +jqj6O@Tjr 6.3.4MATLAB仿真实现155 a45ss7 参考文献160 ibdO*E 6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 p\bFdxv# 6.4.1设计目的161 n^hocGH* 6.4.2设计任务及要求161 tJ=di5& 6.4.3设计原理概述161 6<5Jq\-h 6.4.4设计实现163 X['2b78k 参考文献169 {6d b{ ay_ 6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 |c2v%'J2G 6.5.1设计目的169 Gy@7Xf 6.5.2设计任务及要求169 }4nT.!5
6.5.3设计原理概述169
df=zF.5 6.5.4设计实现171 0+b0< 参考文献178 M;Wha;%E" 6.6基于MATLAB的相关识别178 5]jIg<j 6.6.1设计目的178 p8, 0lo 6.6.2设计任务及要求178 }t>q9bZ9z 6.6.3设计原理概述178 (\dK4JJ 6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 L|^o71t| 参考文献183 qd!#t] 6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?A7Yk4Y.?N 6.7.1设计目的183 q2_`v5t 6.7.2设计任务及要求183 m&R"2t_Z 6.7.3设计原理概述183 ., :uZyG 6.7.4设计实现185 ewB!IJxh 参考文献187 Z,WW]Y,$ 6.8基于MATLAB的激光束合成187 +#]|)VZ 6.8.1设计目的187 [}3cDR 6.8.2设计任务及要求188 }.:d#]g8 6.8.3设计原理概述188 i~& c| 6.8.4设计实现188 ^p_u.P 参考文献193 K@@9:T$ 6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 G5{Ot>;*% 6.9.1设计目的194 3ViM ?p 6.9.2设计任务及要求194 b4 hIeBI\ 6.9.3设计原理概述194 &.*uc|{ 6.9.4设计实现197 G^Xd- 7 GQ 参考文献200 @+^c"=d1S 6.10基于MATLAB的人脸识别200 5a(<%Q
<" 6.10.1设计目的200 #@Ujx_F 6.10.2设计任务及具体要求201 eO{@@?/y 6.10.3基本原理概述201 4^Ow^7N? 6.10.4设计方案及验证201 8mgQu]> 6.10.5结论208 '@:[axu 参考文献208
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