《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。 5;)*T6 Y
《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 p}p/?
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。 (#(O r
Nq 8@Nyp
第一部分 语言篇 `PI(%N
第1章MATLAB语言概述3 ] *%+H|l
1.1MATLAB简介3 NWmtwS+@
1.1.1MATLAB的发展历程3 m4ApHM2
1.1.2MATLAB的主要特点3 FE5Q?*Ea
1.2MATLAB的系统组成4 s[3fqdLP&
1.2.1MATLAB开发环境4 $*~Iu%Az
1.2.2MATLAB数学函数库5 L x|',6S
1.2.3MATLAB语言5 ]]iO- }
1.2.4MATLAB图形处理系统5 (!K+P[g
1.2.5MATLAB程序接口5 &hZwZgV +3
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 es.CLkuD7Y
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 'Am- vhpm
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 V+B71\ x<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 u>cC O'q
1.4.1菜单和工具栏9 W= -|`
1.4.2命令行窗口10 A! 6r/
1.4.3工作区11 zQuM !.
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ~a+NJ6e1
1.5.1帮助窗口11 Q .RO
1.5.2帮助命令12 RR25Q. c
1.5.3演示系统（Demos）13 v|+5:jFOqb
1.5.4帮助系统导航浏览器13 T |"`8mG
1.5.5远程帮助系统14 OeTu?d&N
1.6MATLAB的基本操作命令14 T)\NkM&
1.6.1通用命令和编辑键14 [e4![G&y`
1.6.2文件管理15 W,N L*($^
1.7MATLAB使用初步16 pt!'v$G/*
习题16 ;L6Xs_L~
第2章MATLAB的基本语法17 W);W.:F
2.1数据类型17 O~'FR[J
2.1.1数值类型17 nm):SEkC
2.1.2字符串17 i>GdRG&q
2.1.3逻辑类型19 k=uZ=tUft*
2.1.4元胞数组20 76MsrOv55
2.1.5构架数组21 .Ty,_3+{#p
2.1.6函数句柄（function）21 ?`. XK}
2.2变量22 BI/y<6#rR
2.2.1变量命名的规则22 OOLe[P3J3
2.2.2变量的赋值22 "?H+
u/8$
2.2.3MATLAB变量的显示23 8A/>JD3^
2.2.4MATLAB变量的存取24 3H'*?|Y(#
2.3数组及向量运算24 oc;VIK)g]c
2.3.1数组和向量的创建24 !aeNq82
2.3.2数组的寻址27 5B|,S1b
2.3.3数组的运算27 6 +ANAk
2.3.4向量运算29 +2yF|/WW#
2.4矩阵及其运算30 y< ud('D
2.4.1矩阵的创建30 F(0Z ]#+
2.4.2矩阵的运算31 uN(b.5y
2.4.3矩阵的常用函数运算33 =LqL@5Xr
2.5多项式及其运算34 AA.Ys89V
2.5.1多项式的构造34 T^NJ4L4#
2.5.2多项式的运算34 D"`[6EN[
2.5.3多项式拟合36 "uS 7PplyO
2.6符号运算37 -$m@*L
2.6.1基本符号对象37 & q L<C
2.6.2符号表达式38 khS/'b
2.6.3符号表达式的运算38 OaNc9c"
2.6.4常用的符号运算39 d/4ubf+$k
2.7MATLAB绘图40 1W0.Ufl)
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 uDI}R]8~
2.7.2二维绘图41 -[<vYxX:h:
2.7.3图形修饰43 H}a) ^90_
2.7.4三维绘图46 9PCa*,
2.7.5特殊图形48 ? 4MSgu
2.7.6四维图形50 PJ0Jjoh"Y
2.8MATLAB程序设计51 &p )@8HY
2.8.1M文件编辑器51 * F|i&2
2.8.2命令文件53 =!YP$hf Y
2.8.3函数文件53 {9 Db9K^
2.8.4M文件的规则54 p!QR3k.9s
2.8.5全局变量与局部变量54 tr 5'dX4]
2.8.6程序流控制55 .@ Hmg
2.8.7程序设计举例58 QYH."7X
>
2.8.8程序设计的基本原则60 OCwW@OC +
习题60 &+,:u*%
参考文献62 An/>0 5|
"-28[a3q
第二部分 应用篇 nrI"k2oA@
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 >,kL p|gA
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 mn(/E/
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ^M [#^wv,
3.1.2电矢量垂直入射面66 @>+^W&
3.1.3菲涅耳公式66 ^dheJ]n=k
3.2光的干涉68 =.VepX|?D
3.2.1波的叠加原理68 .mC~Ry+t
3.2.2光波的干涉71 p
. lu4
3.2.3杨氏干涉实验71 IES41y<
3.2.4牛顿环74 Dp%5$wF)8
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 -6AOK<kfI
3.3光的衍射79 f&=K]:WDe
3.3.1光的衍射现象79 !&'# a
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 YN_X0+b3C
3.3.3光栅衍射83 T_3V/)%@
3.4光的偏振84 <+ -V5O^
3.4.1光波的偏振态84 l uJ{ Iq
3.4.2光波的偏振态的仿真85 kqjxJ 5
3.5平行光束通过透镜聚焦87 N;e;4,_ n
3.5.1平凸透镜光线追迹87 Vww@eK%5Q
参考文献90 $ijx#a&O
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ? y+\v'3v
4.1信息光学函数91 Z )C:]}Ex
4.1.1矩形函数91 .t"n]X i
4.1.2阶跃函数93 34"{rMbQ
4.1.3符号函数94 4U}.Skzq
4.1.4sinc函数94 l=Lm r
4.1.5高斯函数95 , \.YJD>z
4.2傅里叶变换97 z'5;f;
4.3卷积定理99 $#6 Fnhh}
4.4傅里叶透镜的仿真101 sg'Y4
4.5计算全息103 9'L1KQ
4.5.1全息透镜103 Y?"v2~;3
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 #o(?g-3
参考文献107 BDv|~NHs
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 ZwY `x')
5.1图像及数字图像简介108 =RCfibT!C
5.1.1索引图像108 20SF< V
5.1.2RGB图像109 7v 4-hfN
5.1.3二值图像109 ex;Y n {4
5.1.4灰度图像109 LaAgoarN
5.2数字图像的读取、显示及输出110 S4@117z5
5.2.1图像的读取110 ]ly)z[is"]
5.2.2图像的显示110 bi4^ zaCEE
5.2.3图像的输出112 ;DT"S{"7
5.2.4添加颜色条112 ;n: H6cp
5.3图像类型的转化113 (
S C7m /
5.3.1dither函数113 /_ hfjCE
5.3.2gray2ind函数114 A_X^k|)T
5.3.3im2bw函数115 (>)+;$Dr,\
5.3.4rgb2gray函数116 .q|xMS}4
5.3.5rgb2ind函数116 1 *eWvYo1
5.4图像的代数操作117 rsq'60
5.4.1图像的相加117 0X}w[^f
5.4.2图像的相减119 `gA5P %
5.4.3图像的相乘121 ;r2b@x:<_
5.4.4图像的相除121 37za^n? SG
5.5图像的对比度增强123 4^jZv$l5
5.5.1线性变换123 #q ^>qX
y
5.5.2非线性变换123 ,M9hb<:m
5.6图像的锐化124 |~ T+f&
5.6.1边界提取和锐化124 s3fG X|;
5.6.2锐化滤波器125 ]>]H:NEq
5.7图像的边缘检测127 im^I9G
5.7.1边缘检测算子127 (HP={MrV
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 5Dh&ez`oR'
5.8基于灰度的图像分割131 EZNB`gO
5.9图像的膨胀与腐蚀134
=}1 ~ ~
5.9.1膨胀和腐蚀134 0$dY;,Q .
5.9.2结构元素134 GQc%OQc\
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 tI(t%~> ^
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 nh_xbo5L[
参考文献136 M3xi 0/.
kQ:>j.^e
第三部分 实例篇 ,1 9" [:WN
第6章课程设计综合实例139 l>Oe ,`9O
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ]`+"o[
6.1.1设计目的139 9cHNwgD>v
6.1.2设计任务及具体要求139 m0K2 p~
6.1.3基本原理概述139 cVt$#A)
6.1.4设计方案及验证140 Wug ?CFX+T
参考文献148 u=?P*Y/|W
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 s</ktPt u
6.2.1设计目的148 (5\d[||9g
6.2.2设计任务及要求148 v,O&UrZ
6.2.3设计原理概述149 8*X
L19N
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 :j!_XMyT:
参考文献154 `[R:L.H1
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 r_2VExk
6.3.1设计目的154 AF nl t
6.3.2设计任务及要求155 P)
0=@{(
6.3.3设计原理概述155 SX94,5 _Q
6.3.4MATLAB仿真实现155 e2H'uMy;&
参考文献160 dXy"yQ>{
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 oA^
]x>
6.4.1设计目的161 MhXm-<4
6.4.2设计任务及要求161 kT3;%D^
6.4.3设计原理概述161 "Vhrs VT
6.4.4设计实现163 L
~' N6
参考文献169 i}12mjF
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 I;PO$T
6.5.1设计目的169 LGue=Hkp
6.5.2设计任务及要求169 P b C>v
6.5.3设计原理概述169 &_T jRj"
6.5.4设计实现171 F 973U
参考文献178 fae yk]u
6.6基于MATLAB的相关识别178 &dMSX} t
6.6.1设计目的178 @g` ,'r
6.6.2设计任务及要求178 { }2p1-(
6.6.3设计原理概述178 G~j<I /)"
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ~ZIRCTQ"
参考文献183 Ol^EQ LO
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 |Y8o+O_`
6.7.1设计目的183 c7N9X 3A
6.7.2设计任务及要求183 WM7/|.HQ
6.7.3设计原理概述183 A MiFs gBj
6.7.4设计实现185 {;~i q
参考文献187 =1?y S3
6.8基于MATLAB的激光束合成187 3`!KndY1
6.8.1设计目的187 )x s,
6.8.2设计任务及要求188 `h]f(
6.8.3设计原理概述188 $S (" - 3
6.8.4设计实现188 Um| Tf]q
参考文献193 X Y?@^
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 Rb*\A7o|;
6.9.1设计目的194 (`*wiu+i
6.9.2设计任务及要求194 nJ@hz K.
6.9.3设计原理概述194 9jO+ew
6.9.4设计实现197 +.uk#K0o
参考文献200 F4{<;4N0
6.10基于MATLAB的人脸识别200 3S?+G)qKo
6.10.1设计目的200 GC3L2C0)k
6.10.2设计任务及具体要求201 u{z{3 fW_
6.10.3基本原理概述201 WGK::?
6.10.4设计方案及验证201 ]vErF=[U,
6.10.5结论208 z w9r0bG
参考文献208
