《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。 cI Byv I-
《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。 #ir~v>J||
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。 Ap fs&{Uy
jPjFp35;zb
第一部分 语言篇 6UkX?I`>
第1章MATLAB语言概述3 n #|p R2
1.1MATLAB简介3 HP
/@ _qk
1.1.1MATLAB的发展历程3 FLI0 C
1.1.2MATLAB的主要特点3 B[I
a8t
1.2MATLAB的系统组成4 xqua>!mqS
1.2.1MATLAB开发环境4 o1"-x
1.2.2MATLAB数学函数库5 !VfP#B6.
1.2.3MATLAB语言5 l {7q(
1.2.4MATLAB图形处理系统5 #)r
1.2.5MATLAB程序接口5 MJ )a Y2
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 9mT;> mE
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 /4 R|QD
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 :] viLw\&g
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 $ 4&
)
1.4.1菜单和工具栏9 hu
G]kv3F:
1.4.2命令行窗口10 BZP~m=kq
1.4.3工作区11 -PI_ *
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 =nmvG%.h d
1.5.1帮助窗口11 i8tH0w/(M
1.5.2帮助命令12 cS'|c0 6
1.5.3演示系统（Demos）13 F^v <z )x
1.5.4帮助系统导航浏览器13 `V; vvHP A
1.5.5远程帮助系统14 *)2& gQ&%+
1.6MATLAB的基本操作命令14 Of*z9 YI
1.6.1通用命令和编辑键14 {y[T3(tt
1.6.2文件管理15 oA _,jsD4
1.7MATLAB使用初步16 %:P&! F\?
习题16 c%|18dV
第2章MATLAB的基本语法17 jE !W&0
2.1数据类型17 > 4zH\T!
2.1.1数值类型17 Ny.s
u?E
2.1.2字符串17 w<3g1n7R
2.1.3逻辑类型19 FE`:1
2.1.4元胞数组20 Vko1{$}t
2.1.5构架数组21 )T=cd
2.1.6函数句柄（function）21 fh1rmet&Ts
2.2变量22 *:q ,G
2.2.1变量命名的规则22 ZS-O, [
2.2.2变量的赋值22 ~ vVsxC$.
2.2.3MATLAB变量的显示23 Dt9[uyP&
2.2.4MATLAB变量的存取24 "0lC:Wu]
2.3数组及向量运算24 m|RA@sY%`
2.3.1数组和向量的创建24 9Okb)K95
2.3.2数组的寻址27 H^N@fG<*dh
2.3.3数组的运算27 U -P\F-
2.3.4向量运算29 *uLlf'qU]
2.4矩阵及其运算30 v\Y362Xv
2.4.1矩阵的创建30 w2!5Cb2
2.4.2矩阵的运算31 *o/ Q#
2.4.3矩阵的常用函数运算33 pN[G ?A
2.5多项式及其运算34 )V}u}5
2.5.1多项式的构造34 DL ^}?Ve
2.5.2多项式的运算34 KT)A{i
2.5.3多项式拟合36 H$
!78/f
2.6符号运算37 8TK&i ,
2.6.1基本符号对象37 Yxal%
2.6.2符号表达式38 USKa6 <:{W
2.6.3符号表达式的运算38 ;_yp@.,\T
2.6.4常用的符号运算39 9` /\|t|V
2.7MATLAB绘图40 wX 3x.@!:
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 PQmgv&!DP
2.7.2二维绘图41 z;dD
} Fo
2.7.3图形修饰43 X]?qns7
2.7.4三维绘图46 vGK'U*gGD
2.7.5特殊图形48 (f^K\7HM
2.7.6四维图形50 xZ*.@Pkr
2.8MATLAB程序设计51 [jD.l;jF
2.8.1M文件编辑器51 ?mK`Wleh?
2.8.2命令文件53 Zd/ACZ[
2.8.3函数文件53 3H0~ ?z_
2.8.4M文件的规则54 je^!W?U4<
2.8.5全局变量与局部变量54 `7|\Gqy
2.8.6程序流控制55 -Mb`I >=
2.8.7程序设计举例58 Mh04O@"
2.8.8程序设计的基本原则60 DK/xHIv8-
习题60 A9_)}
参考文献62 F[Dhj,C"
qwlIz/ j
第二部分 应用篇 5I!EsW$sY
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 0ciPH:V
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 E6iU a'
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 OPp>z0p%6X
3.1.2电矢量垂直入射面66 F d:A^]
3.1.3菲涅耳公式66 k_rtsN
3.2光的干涉68 o2cZ
3.2.1波的叠加原理68 "#T3l^@
3.2.2光波的干涉71 ':k j\$U
3.2.3杨氏干涉实验71 #>m#i1Nu
3.2.4牛顿环74 i-(^t1c
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 8Y.2 5$
3.3光的衍射79 #C+""qm
3.3.1光的衍射现象79 TI{W(2O *
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 [vuq H:Ln
3.3.3光栅衍射83 ,Db+c3
3.4光的偏振84 )q?z "F|
3.4.1光波的偏振态84 hadGF%> O6
3.4.2光波的偏振态的仿真85 'Ldlo+*|5
3.5平行光束通过透镜聚焦87 T&_!AjH
3.5.1平凸透镜光线追迹87 hjB G` S#
参考文献90 2QUZAV\ Y
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 iyw "|+
4.1信息光学函数91 1LTl=tS#
4.1.1矩形函数91 @\,WJmW
4.1.2阶跃函数93 q' };.tv
4.1.3符号函数94 mOj6
4}_`"
4.1.4sinc函数94 8U8l
5r
4.1.5高斯函数95 VXforI
4.2傅里叶变换97 6Sh0%F s
4.3卷积定理99 +k F$I7LN
4.4傅里叶透镜的仿真101 bP% 0T++vo
4.5计算全息103 #4. S2m4
4.5.1全息透镜103 y M% ,* VZ
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 9QaEUy*,
参考文献107 c?i=6C dD'
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 J]8nb l
5.1图像及数字图像简介108 }-H<wQ&x
5.1.1索引图像108 |I7-7d-; /
5.1.2RGB图像109 e[fzy0
5.1.3二值图像109 k>
I;mEV
5.1.4灰度图像109 &:g5+([<
5.2数字图像的读取、显示及输出110 gd>Op
5.2.1图像的读取110 k $nQ Y
5.2.2图像的显示110 [\NyB c
5.2.3图像的输出112 Zfyr& ]"
5.2.4添加颜色条112 Fy N@mX
5.3图像类型的转化113 ?pdvFM
5.3.1dither函数113 @DYx xM-
5.3.2gray2ind函数114 >&h#t7<
5.3.3im2bw函数115 MF/359r)Et
5.3.4rgb2gray函数116 [xT2c.2__J
5.3.5rgb2ind函数116 ($^XF: #5
5.4图像的代数操作117 g_Wf3o857J
5.4.1图像的相加117 / g3U,?qP
5.4.2图像的相减119 kd9rvy0oK
5.4.3图像的相乘121 GH2D5HVN
5.4.4图像的相除121 -R
4 t
5.5图像的对比度增强123 EJ P##eGx
5.5.1线性变换123 1bb~u/jU
5.5.2非线性变换123 }PGl8F !
5.6图像的锐化124 L 0k K' n?
5.6.1边界提取和锐化124 6y&d\_?Y
5.6.2锐化滤波器125 0}]k>ndT
5.7图像的边缘检测127 gCAWRNp
5.7.1边缘检测算子127 ]Lq9Ompf(t
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128
V2kNJwwk
5.8基于灰度的图像分割131 _|.q?;C]$
5.9图像的膨胀与腐蚀134 (v*$ Ex F
5.9.1膨胀和腐蚀134 IH?.s
k
5.9.2结构元素134 :`6E{yfM
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 O.S(H1z<G
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Ib AGnl {
参考文献136 v|~ yIywf
T'2(sHk
第三部分 实例篇 X_XeI!,b
第6章课程设计综合实例139 v/6QE;BY&Q
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 /)?]vKMiI
6.1.1设计目的139 TfK$tTkM
6.1.2设计任务及具体要求139 {'8a' 9\
6.1.3基本原理概述139 a?%X9 +1A
6.1.4设计方案及验证140 Kl~jcq&z
参考文献148 5% C-eB
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 n\ aG@X%oq
6.2.1设计目的148 Px:PoOw\
6.2.2设计任务及要求148 \:C@L&3[
6.2.3设计原理概述149 ZiodJ"r
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Jla ;^X
参考文献154 t5 n$sF
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 4;8
Z?.
6.3.1设计目的154 p%5RE%u
6.3.2设计任务及要求155 1{R 1:`
6.3.3设计原理概述155 g&;:[&% T]
6.3.4MATLAB仿真实现155 XPE{]4 g
参考文献160 XEM i~L+
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 NK'awv),pM
6.4.1设计目的161 bY7d
6.4.2设计任务及要求161 F n4i[|W42
6.4.3设计原理概述161 H
`Fe |6I&
6.4.4设计实现163 75}BI&t3k
参考文献169 O7b Tu<h=
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 m jG-A8y
6.5.1设计目的169 ^'r/;(ZF*/
6.5.2设计任务及要求169 dN
J2pfvv
6.5.3设计原理概述169 D U#6%8~
6.5.4设计实现171 [5^"U+`{x
参考文献178 /qA\|'~
6.6基于MATLAB的相关识别178 k2muHKBlk
6.6.1设计目的178 FS30RP3
`/
6.6.2设计任务及要求178 o7E?A
6.6.3设计原理概述178 P#bZtWx'<N
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 0t ?:
参考文献183 p7}x gUxX
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 '+^H eM^;
6.7.1设计目的183 %{g<{\@4(;
6.7.2设计任务及要求183 ,Hn{nVU1R=
6.7.3设计原理概述183 Z?Y14L~%
6.7.4设计实现185 C]K| ;VQ
参考文献187 <[Ae 0UK
6.8基于MATLAB的激光束合成187 vx /NG$
6.8.1设计目的187 }N!I|<"/
6.8.2设计任务及要求188 @#$5_uU8\(
6.8.3设计原理概述188 .zO/8y(@
6.8.4设计实现188 H- >J.5~,K
参考文献193 wB}s>o\
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ^ 6`"f
6.9.1设计目的194 ZW
n j-
6.9.2设计任务及要求194 NL%5'8F>,
6.9.3设计原理概述194 > f,G3Ay
6.9.4设计实现197 VeidB!GyP
参考文献200 -bT1Qh
X
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ) *ocX)AE
6.10.1设计目的200 hDI_qZ
6.10.2设计任务及具体要求201 8?AFvua}r
6.10.3基本原理概述201 O` R@6KG
6.10.4设计方案及验证201 &u0JzK
6.10.5结论208 1>bG]l1//
参考文献208
