《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。 a$OE0z n`
《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。 ',@3 >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。 ^98~U\ar
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y"q
第一部分 语言篇 <oV(7
第1章MATLAB语言概述3 k@J&IJ
1.1MATLAB简介3 S!CC
}3zw
1.1.1MATLAB的发展历程3 BoWg0*5xb
1.1.2MATLAB的主要特点3 ; 7V%#-
1.2MATLAB的系统组成4 `5.'_3
1.2.1MATLAB开发环境4 _4So{~Gf1
1.2.2MATLAB数学函数库5 I-*S&SiXjI
1.2.3MATLAB语言5 %p=M;
1.2.4MATLAB图形处理系统5 n5NsmVW \x
1.2.5MATLAB程序接口5 xGg )Y#
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 {rw|# Z>A
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 j{A y\n (
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 azp):*f("
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 'G4ICtHQ
1.4.1菜单和工具栏9 }< SQ
1.4.2命令行窗口10 !CT5!5 T
1.4.3工作区11 *vxk@ `K~
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 }2.`N%[
1.5.1帮助窗口11 `(V3:F("@
1.5.2帮助命令12 *)T^Ch D,
1.5.3演示系统（Demos）13 2 r?G6D|
1.5.4帮助系统导航浏览器13 $a"Oc
1.5.5远程帮助系统14 266 h\2t6
1.6MATLAB的基本操作命令14 KL57# gV
1.6.1通用命令和编辑键14 !)0;&e5
1.6.2文件管理15
xF'EiX ~
1.7MATLAB使用初步16 ,/F~ Y&1I
习题16 .j0$J\:i
第2章MATLAB的基本语法17 )23H 1
2.1数据类型17 IY\5@P VZ
2.1.1数值类型17 *C*U5~Zq7:
2.1.2字符串17 UECK:61Me
2.1.3逻辑类型19 u0c1:Uv#~e
2.1.4元胞数组20 DU/]
2.1.5构架数组21 X 5 1:
2.1.6函数句柄（function）21 k"zv~`i'
2.2变量22 q ^N7 I@Y
2.2.1变量命名的规则22 | rtD.,m
2.2.2变量的赋值22 ~Otoqu|
2.2.3MATLAB变量的显示23 :>f )g
2.2.4MATLAB变量的存取24 {q J1ko)$
2.3数组及向量运算24 G@X% +$I
2.3.1数组和向量的创建24 K;H&n1
2.3.2数组的寻址27 +.FEq*V
2.3.3数组的运算27 H3 =qe I
2.3.4向量运算29 A[{yCn `tM
2.4矩阵及其运算30 D'PI1
0t
2.4.1矩阵的创建30 j-}O0~Jz
2.4.2矩阵的运算31 7# Kn8s
2.4.3矩阵的常用函数运算33 "e>;' %W
2.5多项式及其运算34 O;jrCB
2.5.1多项式的构造34 zL0pw'4
2.5.2多项式的运算34 G}raA%
2.5.3多项式拟合36 |3"KK
2.6符号运算37 4p;` C
2.6.1基本符号对象37 Ka
V8[|Gn,
2.6.2符号表达式38 s-Tv8goNV
2.6.3符号表达式的运算38 "`e{/7I
2.6.4常用的符号运算39 `l[c_%Bm
2.7MATLAB绘图40 !M1"b;
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 $G@5qxcV
2.7.2二维绘图41 2uW;
xfeY
2.7.3图形修饰43 z$. 88 ^
2.7.4三维绘图46 P}^W)@+3k
2.7.5特殊图形48 WP'!*[z
2.7.6四维图形50 0~/_|?]`7
2.8MATLAB程序设计51 d{3QP5
2.8.1M文件编辑器51 `1fY)d^Z S
2.8.2命令文件53 n;Vs_u/Nx
2.8.3函数文件53 f r6 fj
2.8.4M文件的规则54 ?%[@Qb=2
2.8.5全局变量与局部变量54 ]GkfEh7/J
2.8.6程序流控制55 Q/0Tj]D
2.8.7程序设计举例58 Eo]xNn/g
2.8.8程序设计的基本原则60 JL{VD
/f
习题60 A$ 0fKko
参考文献62 +',S]Edx
]&+s6{}
第二部分 应用篇 ]Q)OL
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 Hf2_0wA3
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 je=a/Y=%U{
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 JP [K;/
3.1.2电矢量垂直入射面66 /t$d\b17pX
3.1.3菲涅耳公式66 h
J)h\
3.2光的干涉68 .p"
xVfi6
3.2.1波的叠加原理68 ` Eo.v#<
3.2.2光波的干涉71 w%jII{@,
3.2.3杨氏干涉实验71 00~mOK;1
3.2.4牛顿环74 p6!x=cW
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 wjB:5~n50k
3.3光的衍射79 /"Uqa,{
3.3.1光的衍射现象79 [ 5Mr@f4I
3.3.2矩孔和圆孔衍射82
o`z]|G1''
3.3.3光栅衍射83 5K8^WK
3.4光的偏振84 ~dTrf>R8M
3.4.1光波的偏振态84
S9F E
3.4.2光波的偏振态的仿真85 u <v7;dF|s
3.5平行光束通过透镜聚焦87 M&9+6e'-F
3.5.1平凸透镜光线追迹87 =^,m` _1
参考文献90 Si;H0uP O
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 i5@ z< \
4.1信息光学函数91 *#+An<iT ;
4.1.1矩形函数91 *_\_'@1|J)
4.1.2阶跃函数93 R`E ~ZWC4V
4.1.3符号函数94 59;KQ
4.1.4sinc函数94 V/9!K%y
4.1.5高斯函数95 d)Y}>@:W
4.2傅里叶变换97 vy:Z /1q
4.3卷积定理99 U-tTW*[1]
4.4傅里叶透镜的仿真101 bdE[;+58
4.5计算全息103 4zFW-yy
4.5.1全息透镜103 m
G YoM
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 gT 6jYQ
参考文献107 8$Y9ORs4
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 QD]6C2j*
5.1图像及数字图像简介108 Vp@?^imL
5.1.1索引图像108 iSs:oH3l
5.1.2RGB图像109 U9MxI%tb
5.1.3二值图像109 YNsJZnGr8#
5.1.4灰度图像109 r$s Qf&=
5.2数字图像的读取、显示及输出110 4ID5q ~
5.2.1图像的读取110 ' %o#q6O
5.2.2图像的显示110 HY:7? <r
5.2.3图像的输出112 #Ki[$bS~6
5.2.4添加颜色条112 sdw(R#GE
5.3图像类型的转化113 !%%6dB@%t
5.3.1dither函数113 m^;f(IK5
5.3.2gray2ind函数114 "oO%`:pb
5.3.3im2bw函数115 3AN/
H
5.3.4rgb2gray函数116 WCixKYq
5.3.5rgb2ind函数116 s|r3Gv|G
5.4图像的代数操作117 PALc;"]O
5.4.1图像的相加117 GC}==^1
5.4.2图像的相减119 uJ v-4H
5.4.3图像的相乘121 & 6nWzF
5.4.4图像的相除121 [S!/ E4>['
5.5图像的对比度增强123 Z4
=GM Xj
5.5.1线性变换123 sD#.Oq4&]y
5.5.2非线性变换123 Qd3 j% (
5.6图像的锐化124 ^s"R$?;h
5.6.1边界提取和锐化124 v mk2{f ,g
5.6.2锐化滤波器125 ye5&)d"fa(
5.7图像的边缘检测127 .eVG:tl\
5.7.1边缘检测算子127 >tW#/\x{
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 < h *4Q
5.8基于灰度的图像分割131 o0KL5].
5.9图像的膨胀与腐蚀134 O3kA;[f ;
5.9.1膨胀和腐蚀134 n b%6X82Q
5.9.2结构元素134 : eVq#3}
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 r mg}N
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 m!HJj>GEo
参考文献136 vUM4S26"NT
Wvf
^N(
第三部分 实例篇 Mb~F%_
第6章课程设计综合实例139 c SV aI
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Lw>N rY(Y
6.1.1设计目的139 ;uP :"k
6.1.2设计任务及具体要求139 3)ywX&4"L
6.1.3基本原理概述139 ?.BC#S)q1
6.1.4设计方案及验证140 U z]|N6`
参考文献148 H9e<v4 c
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ;NITc
6.2.1设计目的148 97!;.f-
6.2.2设计任务及要求148 /IMFO:c
6.2.3设计原理概述149 _I5Y"o
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 pFjK}J OF
参考文献154 o?\?@H
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 %1+4_g9
6.3.1设计目的154 pYf-S?Y/V
6.3.2设计任务及要求155 b OY |H~
6.3.3设计原理概述155 P ~X2^bw
6.3.4MATLAB仿真实现155 $6poFo)U+
参考文献160 nAdf= D'P
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 l,5+@i`5i
6.4.1设计目的161 d /~9&wLSb
6.4.2设计任务及要求161 DSn_0D
6.4.3设计原理概述161 hp|YE'uYT
6.4.4设计实现163 L.JT[zOfb
参考文献169 b4N[)%@
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 IW] rb/H
6.5.1设计目的169 CRy|kkT
6.5.2设计任务及要求169 R0*|Lo$6
6.5.3设计原理概述169 ab?aQ*$+
6.5.4设计实现171 ;9QEK]@
参考文献178 }Jj}%XxKs
6.6基于MATLAB的相关识别178 @ f3 E`8
6.6.1设计目的178 ;
BHtCuY
6.6.2设计任务及要求178 a9Zq{Ysj
6.6.3设计原理概述178
rjnrju+
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 wN~_v-~*Q
参考文献183 5 \VWC I
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 iD qoa\
6.7.1设计目的183 [ub e6
6.7.2设计任务及要求183 sK?twg;D*|
6.7.3设计原理概述183 |M;7>'YNC*
6.7.4设计实现185 )zDCu`
参考文献187 j^RmrOg ,
6.8基于MATLAB的激光束合成187 <lJ345Q
6.8.1设计目的187 >Cq<@$I2EB
6.8.2设计任务及要求188 a/xn'"eli
6.8.3设计原理概述188 :?1Dko^
6.8.4设计实现188 ?(_08O
参考文献193 SQ+Gvq%Q ]
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 }W^A *]X
6.9.1设计目的194 *MW\^PR?
6.9.2设计任务及要求194 kvu)y`
6.9.3设计原理概述194 >Y@H4LF;1x
6.9.4设计实现197 h^P#{W!e\
参考文献200 {(Es(Sb}c
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ^E>3|du]O
6.10.1设计目的200 ]JQULE)
6.10.2设计任务及具体要求201 /&J T~M
6.10.3基本原理概述201 )J(6xy
6.10.4设计方案及验证201 4 s9LB
6.10.5结论208 &m;*<}X
参考文献208
