《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。 yi|:}K$
《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。 =EWD
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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。 d=F)y~&'
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第一部分 语言篇 [WYJrk.
第1章MATLAB语言概述3 wR(ttw xK3
1.1MATLAB简介3 j
C9<hLt
1.1.1MATLAB的发展历程3 f}%sO
1.1.2MATLAB的主要特点3 DP0Z*8Ia
1.2MATLAB的系统组成4 aoK4Du{
1.2.1MATLAB开发环境4 soDfi-2o3
1.2.2MATLAB数学函数库5 qhnapZJ
1.2.3MATLAB语言5 |v eBq0U
1.2.4MATLAB图形处理系统5 N" ; ^S
1.2.5MATLAB程序接口5 :/~_sJt C
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ..aK sSm(
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 y/H8+0sEk
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 CM"s9E8y
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 [:B W+6
1.4.1菜单和工具栏9 'h k @>"
1.4.2命令行窗口10 5uzpTNAMM1
1.4.3工作区11 [|jIC
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 *6' _5~G
1.5.1帮助窗口11 nE4l0[_
1.5.2帮助命令12 ~O8] 3+U
1.5.3演示系统（Demos）13 S;BP`g<l=
1.5.4帮助系统导航浏览器13 9z5 z
1.5.5远程帮助系统14 {8_:4`YZ
1.6MATLAB的基本操作命令14 :ECw
\_"0$
1.6.1通用命令和编辑键14 Mg&HRE
1.6.2文件管理15 eMztjN
1.7MATLAB使用初步16 !SN6
?Xy
习题16 :3:)E
第2章MATLAB的基本语法17 W%w82@'
2.1数据类型17 N#mK7|\c?:
2.1.1数值类型17 WI%zr2T
2.1.2字符串17 cz$c) It
2.1.3逻辑类型19 k#BU7Exij
2.1.4元胞数组20 2~+'vi
2.1.5构架数组21 N{|[R
2.1.6函数句柄（function）21 r*xq(\v
2.2变量22 = xl7vHn7
2.2.1变量命名的规则22 A-}PpH~.Z
2.2.2变量的赋值22
sY&r bJ(P
2.2.3MATLAB变量的显示23 4D0( Fl
2.2.4MATLAB变量的存取24 iFY]0@yt
2.3数组及向量运算24 CdE2w?1
2.3.1数组和向量的创建24 9[B<r z
2.3.2数组的寻址27 <ihhV e
2.3.3数组的运算27 I ):m 6y@
2.3.4向量运算29 4c~*hMr y
2.4矩阵及其运算30 [<,0A]m
2.4.1矩阵的创建30 <1v{[F_
2.4.2矩阵的运算31 2nVuz9h
2.4.3矩阵的常用函数运算33 \z<ws&z3`$
2.5多项式及其运算34 vr5<LNCLQ
2.5.1多项式的构造34 XT\Td}>
2.5.2多项式的运算34
zgZi
2.5.3多项式拟合36 A632 :V
2.6符号运算37 8.6no
2.6.1基本符号对象37 EG8%~k+R
2.6.2符号表达式38 o<9yaQ;
2.6.3符号表达式的运算38 KBp!zSl
2.6.4常用的符号运算39 qQ3 ]E][/
2.7MATLAB绘图40 BHIZHp
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 ; 2+ FgOj
2.7.2二维绘图41 6yV5Yjs
2.7.3图形修饰43 N4[ B:n
2.7.4三维绘图46 sASAsGk<
2.7.5特殊图形48 qen44;\L
2.7.6四维图形50 U0lqGEZ
2.8MATLAB程序设计51 ` HMligT
2.8.1M文件编辑器51 cN0~;!{i
2.8.2命令文件53 :Q0?u b]
2.8.3函数文件53 ZdJVs/33Vn
2.8.4M文件的规则54 )m$1al
2.8.5全局变量与局部变量54 *rujdQf
2.8.6程序流控制55 ^Y1AeJ$L
2.8.7程序设计举例58
!;BZ# tF&
2.8.8程序设计的基本原则60 HY@kw>I
习题60 Xuz8"b5^Zx
参考文献62 9P,A
t8V(
bqf]$}/8k
第二部分 应用篇 ==r ?
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ?(|TP^
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 |1\dCE03}
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 giA~+m~fN
3.1.2电矢量垂直入射面66 Rz])wBv e
3.1.3菲涅耳公式66 g(z#h$@S
3.2光的干涉68 ;'Z,[ a
3.2.1波的叠加原理68 J%O[@jX1
3.2.2光波的干涉71 +w_MSj#P
3.2.3杨氏干涉实验71 4q @9
3.2.4牛顿环74 *R9mgv[
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 wUZ(T in
3.3光的衍射79 GT1 X
3.3.1光的衍射现象79 _mI:Lr#dT
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 iYmzk?U
3.3.3光栅衍射83 {U+9,6.`
3.4光的偏振84 ?()E5 4y
3.4.1光波的偏振态84 wKeSPs{x
3.4.2光波的偏振态的仿真85 f(9$"V i
3.5平行光束通过透镜聚焦87 p0:&7,+a,
3.5.1平凸透镜光线追迹87 8gu7f;H/k
参考文献90 }y -AoG
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 cE_Xo.:Y,
4.1信息光学函数91 !@]h@MC$7
4.1.1矩形函数91 \e5,`
4.1.2阶跃函数93 gw}7%U`T9
4.1.3符号函数94 =c5 /cpZ^
4.1.4sinc函数94 l,FG:"`Z@
4.1.5高斯函数95 9b=^"K
4.2傅里叶变换97 u0 'pR#
m|
4.3卷积定理99 7p"~:1hU
4.4傅里叶透镜的仿真101 ! A ydhe
4.5计算全息103 +lf@O&w
4.5.1全息透镜103 NiJ?no
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 6r-<XNv)0
参考文献107 MlcoOi!
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 pN^G[
5.1图像及数字图像简介108 Kw5+4R(5
5.1.1索引图像108 O<H@:W #k
5.1.2RGB图像109 q5K/+N ^2?
5.1.3二值图像109 BzG!Rg|J
5.1.4灰度图像109 KI? 1( L
5.2数字图像的读取、显示及输出110 q}76aa0e
5.2.1图像的读取110 JwG5#CFu^
5.2.2图像的显示110 L^ jC&
dF
5.2.3图像的输出112 ;r@R (Squ
5.2.4添加颜色条112 3Jk?)D y
5.3图像类型的转化113 >=q!!'$:
5.3.1dither函数113 `X]2 iz
5.3.2gray2ind函数114 J|64b
5.3.3im2bw函数115 u3?Pp[tM<
5.3.4rgb2gray函数116
p=P0$P+KM
5.3.5rgb2ind函数116 @SMy0:c:
5.4图像的代数操作117 =ym~=
S
5.4.1图像的相加117 =jd=Qs IL
5.4.2图像的相减119 Dm`U|<o
5.4.3图像的相乘121 _$jJpy
5.4.4图像的相除121 3E2.v5*
5.5图像的对比度增强123 2*",{m
5.5.1线性变换123 -r2qI t
5.5.2非线性变换123 :@4>}k*
5.6图像的锐化124 y7L4jO9h
5.6.1边界提取和锐化124 p-03V"^&
5.6.2锐化滤波器125 (j 8,n<o
5.7图像的边缘检测127 v(nQd6;T
5.7.1边缘检测算子127 7 J_f/st
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 LyPBFo[?
5.8基于灰度的图像分割131 fyoB] {$p8
5.9图像的膨胀与腐蚀134 u2x=YUWb]
5.9.1膨胀和腐蚀134 Oj|p`Dzh
5.9.2结构元素134 L" ^366M!
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ny? m&;^r:
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 !?-5 hh1\
参考文献136 Xs,PT
r#w_=h)
第三部分 实例篇 s/&]gj "
第6章课程设计综合实例139 xw p?2,<
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 x r-`i
6.1.1设计目的139 %_=R&m'n`
6.1.2设计任务及具体要求139 r0uXMr=Z96
6.1.3基本原理概述139 (c|qX-%rC
6.1.4设计方案及验证140 -$|X\#R
参考文献148 /Gv$1t^a
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 E&tmWOMj>
6.2.1设计目的148 "}aM*(l+\
6.2.2设计任务及要求148 B]}V$*$ \?
6.2.3设计原理概述149 imq(3?
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Q>c6ouuJ
参考文献154 !l ~aRj-WZ
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 7?WBzo!!L
6.3.1设计目的154 kxf=% <l
6.3.2设计任务及要求155 6zZR:ej
6.3.3设计原理概述155 g-gBg\y{v
6.3.4MATLAB仿真实现155 %~(i[Ur;
参考文献160 { hP&P
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 =v=! x
6.4.1设计目的161 0!\q
6.4.2设计任务及要求161 AFJY!ou~6
6.4.3设计原理概述161 cW^) $>A
6.4.4设计实现163 O ;t?@!_
参考文献169 ~"0X,APR5
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 =0yJ2[R7Do
6.5.1设计目的169 yC*B OJS
6.5.2设计任务及要求169 w:+#,,rwzV
6.5.3设计原理概述169 ?bDae%>.d,
6.5.4设计实现171 :A iu!}\
参考文献178 F7 6h
6.6基于MATLAB的相关识别178 g'7hc~=
6.6.1设计目的178 ov>L-
6.6.2设计任务及要求178 z6r/
w
6.6.3设计原理概述178 |Cq J2
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 X_@@v|UF
参考文献183 Hxi=\2-
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?O
Nw*"9
6.7.1设计目的183 2/N*Uk 0
6.7.2设计任务及要求183 fsuvg jlE
6.7.3设计原理概述183 3(p6ak2lv
6.7.4设计实现185 [&s:x ,
参考文献187 DN0b.*[`3
6.8基于MATLAB的激光束合成187 o@;_(knb
6.8.1设计目的187 L4Y3\4xXO
6.8.2设计任务及要求188 X6
:~Rjim*
6.8.3设计原理概述188 cBf{R^>Fd
6.8.4设计实现188 HN@)/5BY
参考文献193 0Ch._~Q+20
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ` :O.g9
6.9.1设计目的194 Y\\nJ uJo
6.9.2设计任务及要求194 | :[vpJFK
6.9.3设计原理概述194 uelTsn
6.9.4设计实现197 =upP3rw
参考文献200 dq(L1y870
6.10基于MATLAB的人脸识别200 kn|l 3+
6.10.1设计目的200 nQmYeM
6.10.2设计任务及具体要求201 !S{<X c'wv
6.10.3基本原理概述201 XjU; oh4:.
6.10.4设计方案及验证201 ;mlIW n
6.10.5结论208 <Rt@z|Zv
参考文献208
