《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。 L,-u.vV
《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。 i&@,5/'-_O
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。 X#+`e+Df
O
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第一部分 语言篇 j [S` ^2
第1章MATLAB语言概述3 '%3{jc-}
1.1MATLAB简介3 ZZ
A.a
1.1.1MATLAB的发展历程3 VVrwO o CN
1.1.2MATLAB的主要特点3 hD 46@
1.2MATLAB的系统组成4 O5 7jz= r
1.2.1MATLAB开发环境4 hZNEv|
1.2.2MATLAB数学函数库5 -%uy63LbHF
1.2.3MATLAB语言5 t,vTAq.))
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ix Ow=!@
1.2.5MATLAB程序接口5 8g5V,3_6
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ^)cM&Bx t%
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 U
\ Dca&=
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 T~Y g5J
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ~!
Lw1]&
1.4.1菜单和工具栏9 C"T ,MH
1.4.2命令行窗口10 rqvU8T7A
1.4.3工作区11 .g-3e"@
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 cy:;)E>/
1.5.1帮助窗口11 ^L~ [+|
1.5.2帮助命令12 Rx.
r j~
1.5.3演示系统（Demos）13 I>m;G
`
1.5.4帮助系统导航浏览器13 `QCD$=
1.5.5远程帮助系统14 |z7dRDU}]
1.6MATLAB的基本操作命令14 VA]ZR+m
1.6.1通用命令和编辑键14 rZ866\0
1.6.2文件管理15 *Pb.f
1.7MATLAB使用初步16 >1XL;)IL>
习题16 )b9I@)C
第2章MATLAB的基本语法17 Hz4u Z*7\|
2.1数据类型17 f
sX;Nj]
2.1.1数值类型17 x[m'FsR4
2.1.2字符串17 U3q5^ {0d/
2.1.3逻辑类型19 ~ M[>m~8
2.1.4元胞数组20 $PfV<Yj'B
2.1.5构架数组21
'O1.6*K
2.1.6函数句柄（function）21 lIy/;hIc
2.2变量22 HU3Vv<lz
2.2.1变量命名的规则22 ani t qy#E
2.2.2变量的赋值22 I;iR(Hf)?q
2.2.3MATLAB变量的显示23 fbL!=]A*3
2.2.4MATLAB变量的存取24 JE%i-UVH+;
2.3数组及向量运算24 &
3I7 ]Wm
2.3.1数组和向量的创建24 ZmO' IT=Ye
2.3.2数组的寻址27 y%g`FC
2.3.3数组的运算27 "11j$E9#\n
2.3.4向量运算29 W,'3D~g8
2.4矩阵及其运算30 @{de$ ODu
2.4.1矩阵的创建30 ~g96o81V
2.4.2矩阵的运算31 +wjlAqMQ
2.4.3矩阵的常用函数运算33 1'OD3~[R
2.5多项式及其运算34 h &'J+b
2.5.1多项式的构造34 Dpp@*xX>
2.5.2多项式的运算34 I9s$bRbT
2.5.3多项式拟合36 9e76 pP(
2.6符号运算37 Bzm. X=U :
2.6.1基本符号对象37 %[+/>e/m
2.6.2符号表达式38 <W9) Bq4
2.6.3符号表达式的运算38 g BH?l/
2.6.4常用的符号运算39 mc56L[
2.7MATLAB绘图40 n%8#?GC`
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 X !?wL 0n
2.7.2二维绘图41 IM|Se4;x
2.7.3图形修饰43 A9.;>8!u
2.7.4三维绘图46 E- [:.
&
2.7.5特殊图形48 \Qb> :
2.7.6四维图形50 $/y%[ .
2.8MATLAB程序设计51 >T$7{
~
2.8.1M文件编辑器51 ^K* ~
<O-
2.8.2命令文件53 ^$?7H>=_ha
2.8.3函数文件53 Hm<M@ M$aG
2.8.4M文件的规则54 f@#w{W,3
2.8.5全局变量与局部变量54 4jPwL|#
2.8.6程序流控制55 k.h^ $f
2.8.7程序设计举例58 se"um5N-
2.8.8程序设计的基本原则60 %!#rrt,F
习题60 X$ejy/ +.
参考文献62 .M`LUb"!
%j!z\pa
第二部分 应用篇 1_XO3P\
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 {!>E9Px
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 Z@8M hJ
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 kkG_ +Y
3.1.2电矢量垂直入射面66 C!oksI
3.1.3菲涅耳公式66 +KYxw^k}"7
3.2光的干涉68 Zt7hzW
3.2.1波的叠加原理68 hu`L v
3.2.2光波的干涉71 ArLz;#AOn
3.2.3杨氏干涉实验71 y`T--v3mI
3.2.4牛顿环74 kz3?j<
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 D'Jm!Ap
3.3光的衍射79 [Ja(ArO3|[
3.3.1光的衍射现象79 4/ 0/#G#j
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 lsN /$ M|}
3.3.3光栅衍射83 $&c<T4 $d
3.4光的偏振84 $a)J CErN
3.4.1光波的偏振态84 {EZFx,@t
3.4.2光波的偏振态的仿真85 0:PH[\Z
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ?T$*5d
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ~k"eE V
p
参考文献90 ID_|H?.
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 X=-gAutfE=
4.1信息光学函数91 _wIBm2UO
4.1.1矩形函数91 7/[ TE
4.1.2阶跃函数93 RcKQER
4.1.3符号函数94
&
bp#1KR)
4.1.4sinc函数94 ~p DRF(
4.1.5高斯函数95 `ja`#%^\u
4.2傅里叶变换97 1 P(&GYc
4.3卷积定理99 , k`YDy|#e
4.4傅里叶透镜的仿真101 S&gKgQD"Q
4.5计算全息103 ;H D 4~3
4.5.1全息透镜103 5#N"WHz!
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 i r( -$* J
参考文献107 |>jqH @\P
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 $cp16
5.1图像及数字图像简介108 L<{OBuR
5.1.1索引图像108 c %6 @ z
5.1.2RGB图像109 /ynKKJx<Y
5.1.3二值图像109 gdkLPZ<<
5.1.4灰度图像109 ]x5(bnW x
5.2数字图像的读取、显示及输出110 \Nh^Ig
5.2.1图像的读取110 ?Oe_}
jv;
5.2.2图像的显示110 QiQ2XW\E
5.2.3图像的输出112 9Y!0>&o
5.2.4添加颜色条112 =DQd PA\K
5.3图像类型的转化113 XSL
t;zL:
5.3.1dither函数113 [<@A8 Q5,y
5.3.2gray2ind函数114 k *zc5ev}
5.3.3im2bw函数115 75^) Ni
5.3.4rgb2gray函数116 rTm>8et
5.3.5rgb2ind函数116 CrQA :_Z(7
5.4图像的代数操作117 tq4"Q BIKh
5.4.1图像的相加117 :_I
wc=
5.4.2图像的相减119 d=.n|rS4
W
5.4.3图像的相乘121 hr$VVbO ho
5.4.4图像的相除121 /S2p ``E+
5.5图像的对比度增强123 ^bY^x+d
5.5.1线性变换123 7#~m:K@
5.5.2非线性变换123 KNUM z4
5.6图像的锐化124 af`f*{Co3
5.6.1边界提取和锐化124 %i]uW\~U
5.6.2锐化滤波器125 ,]>`guD V
5.7图像的边缘检测127 m`1}O"<&i
5.7.1边缘检测算子127 nJM9c[Ou^H
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 C7c|\ T
5.8基于灰度的图像分割131 \V!X& a
5.9图像的膨胀与腐蚀134 ??esB& 4?
5.9.1膨胀和腐蚀134 ]'bQ(<^#
5.9.2结构元素134 @ po MK:
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 :g]HB ,78
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 66Cj=n5
参考文献136 BSq;R G(
2)j#O
第三部分 实例篇 eiNk]KXAYX
第6章课程设计综合实例139 VUg~[
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 "*H'bz K
6.1.1设计目的139 ck4T#g;=
6.1.2设计任务及具体要求139 Sv^'CpQ
6.1.3基本原理概述139 1rvf\ [
6.1.4设计方案及验证140 51FK ~ 5
参考文献148 =+sIX3
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 k0Vo
6.2.1设计目的148 :Jsz"vCg&s
6.2.2设计任务及要求148 f4\p1MYQ
6.2.3设计原理概述149 l7 r N
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 /w0v5X7
参考文献154 J1 v0
\
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 $/U^/ 2)
6.3.1设计目的154 Wp~4[f`,
6.3.2设计任务及要求155 (qc!-Isd~[
6.3.3设计原理概述155 ePcI^}{
6.3.4MATLAB仿真实现155 %imBGh
参考文献160 }s)&/~6
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 ; 0_J7
6.4.1设计目的161 ]&tr\-3
6.4.2设计任务及要求161 ] F) -}
6.4.3设计原理概述161 owS@dbO
6.4.4设计实现163 BNKo6:wy
参考文献169 3M:B?2
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Z?j= '/u>@
6.5.1设计目的169 G<WDyoN=O
6.5.2设计任务及要求169 Qd)cFL "v
6.5.3设计原理概述169 V/wc[p
~
6.5.4设计实现171 F8r455_W"
参考文献178 OB
I8~k
6.6基于MATLAB的相关识别178 i(cb&;Xx:A
6.6.1设计目的178 OD!CnK
6.6.2设计任务及要求178 QT&Ws+@
s{
6.6.3设计原理概述178 W/F4wEODY
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 hm} :Me$[)
参考文献183 "jN-Yd,z
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 Appz1q
6.7.1设计目的183 :8!3*C-=
6.7.2设计任务及要求183 GbrPtu2{@V
6.7.3设计原理概述183 a>jI_)L
6.7.4设计实现185 nm|m1Z+U
参考文献187 t>|N4o
6.8基于MATLAB的激光束合成187 Mh/>qyS *2
6.8.1设计目的187 `g:^KCGMM
6.8.2设计任务及要求188 #1hz=~YO
6.8.3设计原理概述188 byxehJ6[V
6.8.4设计实现188 o0+BQ&A)s*
参考文献193 Y\9*e5?`I3
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 D$!p+Q
6.9.1设计目的194 < |.! Px86
6.9.2设计任务及要求194 lNeF>zz
6.9.3设计原理概述194 5z mHb
6.9.4设计实现197 FveK|-
参考文献200 K1{nxw!`
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ? RAR
6.10.1设计目的200 *RE-K36m|u
6.10.2设计任务及具体要求201 SIVLYi
6.10.3基本原理概述201 Cspm\F
6.10.4设计方案及验证201 )0V]G{QN
6.10.5结论208 @X><lz
参考文献208
