《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。 ~ /s(.oji
《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。 !\w@b`Iv8
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。 gz8>uGx&V!
<yzgZXxIaS
第一部分 语言篇 VsEMF i=
第1章MATLAB语言概述3 A (z
lX_
1.1MATLAB简介3 N T+%u-
1.1.1MATLAB的发展历程3 {"hX_t
1.1.2MATLAB的主要特点3 Q${0(#Nu
1.2MATLAB的系统组成4 zMlW)NB'
1.2.1MATLAB开发环境4 W&>ONo6ki
1.2.2MATLAB数学函数库5 JwEQR
1.2.3MATLAB语言5 j_L1 KB *
1.2.4MATLAB图形处理系统5 {jB& e,
1.2.5MATLAB程序接口5 1 _$y bftS
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 pIcvsd
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ;s{k32e
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 sk* AlSlM
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 USB U?WDt
1.4.1菜单和工具栏9 <NRW^#g<x
1.4.2命令行窗口10 &ru 2&Sz
1.4.3工作区11 }!-BZIOlO
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 !Ab4'4f
1.5.1帮助窗口11 qQ\ & ]
1.5.2帮助命令12 x [XN;W&
1.5.3演示系统（Demos）13 O*%
1
1.5.4帮助系统导航浏览器13 qy@v, a
1.5.5远程帮助系统14 h\C" ti2
1.6MATLAB的基本操作命令14 ^yLiyR e\
1.6.1通用命令和编辑键14 5-rG 8
1.6.2文件管理15 +M@p)pyu
1.7MATLAB使用初步16 |VC|@ Q
习题16 G&ZpQ)
第2章MATLAB的基本语法17 AcC'hr.N+
2.1数据类型17 }EFM J,NQ
2.1.1数值类型17 q6E8^7RtS@
2.1.2字符串17 *\W
*,D.I
2.1.3逻辑类型19 / ;P* ?
2.1.4元胞数组20 %&EDh2w>
2.1.5构架数组21 TNgf96)
y
2.1.6函数句柄（function）21 n`'v8 `a]
2.2变量22 N=4`jy =
2.2.1变量命名的规则22 xnz(hz6
2.2.2变量的赋值22 \~j6}4XS1.
2.2.3MATLAB变量的显示23 Wk3R6
V
2.2.4MATLAB变量的存取24 "^?|=sQ
2.3数组及向量运算24 !{On_>` ,
2.3.1数组和向量的创建24 @|A
w T
2.3.2数组的寻址27 /m#!<t7
2.3.3数组的运算27 .4I "[$?Q
2.3.4向量运算29 s
Yp?V\Y"
2.4矩阵及其运算30 8&d s
2.4.1矩阵的创建30 B ^8]quOH
2.4.2矩阵的运算31 -TL `nGF
2.4.3矩阵的常用函数运算33 rID_^g_tP8
2.5多项式及其运算34 V*
:Q~
^
2.5.1多项式的构造34 WsHC%+\'
2.5.2多项式的运算34 ur*a!U
2.5.3多项式拟合36 wO\,?SI4
2.6符号运算37 m5 Q?g8
2.6.1基本符号对象37 _4!SO5T
2.6.2符号表达式38 -v]v m3N a
2.6.3符号表达式的运算38 AfQ?jKk&{'
2.6.4常用的符号运算39 Gvo|uB#
2.7MATLAB绘图40 1rhEk|p GZ
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 'V H%cz*
2.7.2二维绘图41 L H>oG$a
2.7.3图形修饰43 z
x e6M~+
2.7.4三维绘图46 V s /Z8t
2.7.5特殊图形48 E05RqnqBn0
2.7.6四维图形50 {3 V%
2.8MATLAB程序设计51 p xj}%LH
2.8.1M文件编辑器51 Os1o!w:m5
2.8.2命令文件53
N\ Nw mx
2.8.3函数文件53 ]J`yh$a
2.8.4M文件的规则54 drv"I[}{A
2.8.5全局变量与局部变量54 zxo0:dyw7
2.8.6程序流控制55 ^
W/,Z`
2.8.7程序设计举例58 ,B^NH7A:
2.8.8程序设计的基本原则60 C3m](% ?
习题60 \W^+aNbv=8
参考文献62 HTpoY xn(
2!UNFv#=$
第二部分 应用篇 y2XeD=_'
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 +y}4^3Vx^
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 cwe@W PE2
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 Er 4P
3.1.2电矢量垂直入射面66 {9 PeBc
3.1.3菲涅耳公式66 /CXrxeo
3.2光的干涉68 S7/0B4[
3.2.1波的叠加原理68 Py}`k 1t*f
3.2.2光波的干涉71 ,{KjVv<
3.2.3杨氏干涉实验71 xKo l
3.2.4牛顿环74 ?AL;m.X-@
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 fJj trvNy)
3.3光的衍射79 bU(H2F v
3.3.1光的衍射现象79 ch^tq",1>
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 pONBF3H8
3.3.3光栅衍射83 m{~p(sQL
3.4光的偏振84 #<^ngoOj
3.4.1光波的偏振态84 >Ei-Spy>Xl
3.4.2光波的偏振态的仿真85 =|@%5&.P
3.5平行光束通过透镜聚焦87 z } L3//
3.5.1平凸透镜光线追迹87 uTSTBI4t
参考文献90 C>1fL6ct
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 l7g<
$3
4.1信息光学函数91 /^BaQeH?R
4.1.1矩形函数91 kX\\t.nH
4.1.2阶跃函数93 ]["=K!la:
4.1.3符号函数94 !!WSGZUR
4.1.4sinc函数94 i]qVT)j
4.1.5高斯函数95 gEejLyOag
4.2傅里叶变换97 Q%x |
4.3卷积定理99 <G5d{rKZ
4.4傅里叶透镜的仿真101 Z(' iZ'55F
4.5计算全息103 ?< Tt1fpG
4.5.1全息透镜103 zsQhydTR
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 _~^JRC[q
参考文献107 ka3(sctZ5
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 W~TT`%[
5.1图像及数字图像简介108 'dnTu@mUT
5.1.1索引图像108 (l|:$%[0
5.1.2RGB图像109 ("UzMr,
5.1.3二值图像109 c[/h7!/aH
5.1.4灰度图像109 x B%Felz
5.2数字图像的读取、显示及输出110 n+ C,v.X
5.2.1图像的读取110 ~"oxytJ
5.2.2图像的显示110 eyx;8v cM
5.2.3图像的输出112 #0i] g)
5.2.4添加颜色条112 |"7^9(
5.3图像类型的转化113 q yfw$$X
5.3.1dither函数113 Z+z x*(X
5.3.2gray2ind函数114 Z#n!=k TTm
5.3.3im2bw函数115 {"c S:u
5.3.4rgb2gray函数116 (c{<JYEC
5.3.5rgb2ind函数116 oZ)\Ya=
5.4图像的代数操作117 #$<7
5.4.1图像的相加117 F?+K~['i
5.4.2图像的相减119 :HDl-8]Lw
5.4.3图像的相乘121 `M
"O #
5.4.4图像的相除121 U1+X!&O Cp
5.5图像的对比度增强123 Dm,*G`Js
5.5.1线性变换123 kfod[* 3
5.5.2非线性变换123 mOLP77(o
5.6图像的锐化124 *AO^oBeY
5.6.1边界提取和锐化124 8x`? Yc
5.6.2锐化滤波器125 RJ#xq#l
5.7图像的边缘检测127 C+iIvR YC
5.7.1边缘检测算子127 LX4*3c|i,
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 ews4qP
5.8基于灰度的图像分割131 IX!Q X
5.9图像的膨胀与腐蚀134 EF7Y 4lp
5.9.1膨胀和腐蚀134 (6xrs_ea
5.9.2结构元素134 k W v)+
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 tMWDKatb
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g3p*OYf
参考文献136 %fS__Tb#u
?a8 o.&`l
第三部分 实例篇 |<,!K;@
第6章课程设计综合实例139 B( ]=I@L=W
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 {Jv m *
6.1.1设计目的139 [SluYmW
6.1.2设计任务及具体要求139 KL 2 #Bm_
6.1.3基本原理概述139 .A: #l?
6.1.4设计方案及验证140 {x3"/sF
参考文献148 DE GEr-
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 67 Z.aaXD1
6.2.1设计目的148 QLq^[ >n
6.2.2设计任务及要求148 `@8QQB
6.2.3设计原理概述149 ail%#E8
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 >680} \S
参考文献154 Up61Xn
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 3y}0J @
6.3.1设计目的154 83"Vh$&
6.3.2设计任务及要求155 /65ddt
6.3.3设计原理概述155 (T1)7%Xs
6.3.4MATLAB仿真实现155 b%w?YR
参考文献160 +w~ <2Kt8
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 , _K /e
6.4.1设计目的161 6
ufF34tA
6.4.2设计任务及要求161 \t LfB[S.5
6.4.3设计原理概述161 YT)jBS~&
6.4.4设计实现163 Pt/dH+r`%
参考文献169 `QH-VR\_
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Z.a`S ~U
6.5.1设计目的169 kaSy 9Y{
6.5.2设计任务及要求169 S#IlWU
6.5.3设计原理概述169 $^ \8-k "
6.5.4设计实现171 KrcL *j&^
参考文献178 ,KXS6:1%5Y
6.6基于MATLAB的相关识别178 z1LN |+\}
6.6.1设计目的178 \2q!2XWgK
6.6.2设计任务及要求178 7Eo a~
6.6.3设计原理概述178 2s(c#$JVS
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 by 'P}
参考文献183 s?=v@|vz)
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 3P {
d~2
6.7.1设计目的183 D4e*Wwk
6.7.2设计任务及要求183 W\JbX<mQ
6.7.3设计原理概述183 |9YY8oT.
6.7.4设计实现185 - YF]k}|
参考文献187 idWYpU>gC
6.8基于MATLAB的激光束合成187 {+CW_ce
6.8.1设计目的187 \'z&7;px
6.8.2设计任务及要求188 -;5WMX 6
6.8.3设计原理概述188 jV 83%%e
6.8.4设计实现188 H Aq
参考文献193 'CE3
|x\%K
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 f+#^Lngo
6.9.1设计目的194 #bxU I{*J
6.9.2设计任务及要求194 Wn61;kV_)
6.9.3设计原理概述194 T%GdvtmS>
6.9.4设计实现197 zGtWyXP
参考文献200 QU4/hS;Ux
6.10基于MATLAB的人脸识别200 wc&%icF*cr
6.10.1设计目的200 c&!EsM sU
6.10.2设计任务及具体要求201 2=P.$Kx
6.10.3基本原理概述201 V`F]L^m=L
6.10.4设计方案及验证201 T#ktC0W]h
6.10.5结论208 Ce: 2Tw
参考文献208
