《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。 iH M%iUV
《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。 &-)N '
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。 gD @) {Ip
cA ?W7D
第一部分 语言篇 lfow1WRF
第1章MATLAB语言概述3 V +Y%v.F
1.1MATLAB简介3 g
wRZ%.Cn
1.1.1MATLAB的发展历程3 pI\]6U
1.1.2MATLAB的主要特点3 A:%`wX }
1.2MATLAB的系统组成4 Q->sV$^=T
1.2.1MATLAB开发环境4 -$ls(oot
1.2.2MATLAB数学函数库5 F0TB<1
1.2.3MATLAB语言5 W:2( .?
1.2.4MATLAB图形处理系统5 +5*95-;0
1.2.5MATLAB程序接口5 +Mb.:_7'
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 _1\v
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 L,/%f<wd
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 l ukB8
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 "%w u2%i
1.4.1菜单和工具栏9 pz}.9 yI8
1.4.2命令行窗口10 k1~&x$G
1.4.3工作区11 Vs cE ^'+
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 &DX! f
1.5.1帮助窗口11 TF\C@4Z
1.5.2帮助命令12 rglXs
1.5.3演示系统（Demos）13 .uZ3odMlx
1.5.4帮助系统导航浏览器13 }o(-=lF
1.5.5远程帮助系统14 1.GQau~
1.6MATLAB的基本操作命令14 )N w8O{\
1.6.1通用命令和编辑键14 B~ GbF*j
1.6.2文件管理15 Wqw1J=]
1.7MATLAB使用初步16 BX7kO0 j
习题16 i[ 3'ec3
第2章MATLAB的基本语法17 #=A)XlZMd
2.1数据类型17 r),kDia
2.1.1数值类型17 !*N@ZL& X
2.1.2字符串17 F^;e z/Gl
2.1.3逻辑类型19 X.{S*E:$u
2.1.4元胞数组20 Ow,w$0(D
2.1.5构架数组21 ea
'D td
2.1.6函数句柄（function）21 !l8PDjAE
2.2变量22 :DNY 7TvZ
2.2.1变量命名的规则22 /
zPO
2.2.2变量的赋值22 <\^8fn
2.2.3MATLAB变量的显示23 JPw.8|V)y
2.2.4MATLAB变量的存取24 V U3upy<
2.3数组及向量运算24 yvB. &<]No
2.3.1数组和向量的创建24 + =</&Tm
2.3.2数组的寻址27 ?0SJfh
2.3.3数组的运算27 Vp DbHAg
2.3.4向量运算29 7Ak6,BuI%
2.4矩阵及其运算30 x'< X!gw
2.4.1矩阵的创建30 <>rneHl8
2.4.2矩阵的运算31 "+G8d' %YV
2.4.3矩阵的常用函数运算33 mCVFS=8V
2.5多项式及其运算34 @*( (1(q
2.5.1多项式的构造34 '5$b-x6 F
2.5.2多项式的运算34 `d}2O%P
2.5.3多项式拟合36 Vt#.eL)Ee
2.6符号运算37 Tyx_/pJT
2.6.1基本符号对象37 8&slu{M-
t
2.6.2符号表达式38 /a4{?? #e
2.6.3符号表达式的运算38 *z8\Lnv~k
2.6.4常用的符号运算39 F={a;Dvrn
2.7MATLAB绘图40 N`e[:[
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Gyc]?m
2.7.2二维绘图41 H G^'I+Yn
2.7.3图形修饰43 AoxA+.O
2.7.4三维绘图46 h2d (?vOT
2.7.5特殊图形48 o>pJPV
2.7.6四维图形50 pW3^X=6
2.8MATLAB程序设计51 ISvpQ 3{)s
2.8.1M文件编辑器51 f NFY$:4X
2.8.2命令文件53
}.6[qk
2.8.3函数文件53 oCz/HQoBk
2.8.4M文件的规则54 }BP;1y6-r
2.8.5全局变量与局部变量54 4.t-i5
2.8.6程序流控制55 DB,J 3bm
2.8.7程序设计举例58 cbTm'}R(G
2.8.8程序设计的基本原则60 a&? :P1$
习题60 >z@0.pN]7
参考文献62 +6+i!S ip
oUlVI*~ND
第二部分 应用篇 9G2Fs M|,
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 61 U09s%\0
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 \dah^mw"
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 nBYZ}L q
3.1.2电矢量垂直入射面66 O:K2Y5R?B
3.1.3菲涅耳公式66 0o&5 ]lEe
3.2光的干涉68 nqUV
3.2.1波的叠加原理68 PCtzl )
3.2.2光波的干涉71 }O
p;
g^W
3.2.3杨氏干涉实验71 #%O0[kd
3.2.4牛顿环74 )8ZH-|N`!E
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 f3y=Wxk[
3.3光的衍射79 N"ST@/j.A
3.3.1光的衍射现象79 TB31-
()
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 } 0 y"F
3.3.3光栅衍射83 K{+2G&i
3.4光的偏振84 "3J}b? u_[
3.4.1光波的偏振态84 7b+6%fV
3.4.2光波的偏振态的仿真85 r5^eNg k
3.5平行光束通过透镜聚焦87 "" EQE >d
3.5.1平凸透镜光线追迹87 xyXa .
参考文献90 n + M <\
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 o)/ 0a
4.1信息光学函数91 Zv {'MIv&v
4.1.1矩形函数91 1_G^w
qk
4.1.2阶跃函数93 P.DK0VgY
4.1.3符号函数94 ;$Jo+#
4.1.4sinc函数94 R xQ *
4.1.5高斯函数95 {{!-Gr
4.2傅里叶变换97 n+R7D.<q!!
4.3卷积定理99 nO-#Q=H,
4.4傅里叶透镜的仿真101 *0ro0Z|Iq
4.5计算全息103 Bn Y&f
4.5.1全息透镜103 #O&8A
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 -y g7;ff
参考文献107 19 #\+LWA
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 |N] XJ )?
5.1图像及数字图像简介108 * v#o
5.1.1索引图像108 4skD(au8
5.1.2RGB图像109 yf,z$CR
5.1.3二值图像109 cWm$;`Q#\
5.1.4灰度图像109 qe\5m.k
5.2数字图像的读取、显示及输出110 A@u@ift
5.2.1图像的读取110 7xR\ kL.,
5.2.2图像的显示110 ;9#KeA _
5.2.3图像的输出112 o+VQ\1as?(
5.2.4添加颜色条112 2fS:-
8N
5.3图像类型的转化113 J[kTlHMD
5.3.1dither函数113 0*v2y*2V
5.3.2gray2ind函数114 -:rUw$3J
5.3.3im2bw函数115 \{D"
!e
5.3.4rgb2gray函数116 zT { VE+=
5.3.5rgb2ind函数116 19] E 5'AI
5.4图像的代数操作117 }-2|XD%]
5.4.1图像的相加117 s#GLJl\E_P
5.4.2图像的相减119 0+8e,
5.4.3图像的相乘121 }QmqoCAE~m
5.4.4图像的相除121 MqMQtU9w
5.5图像的对比度增强123 1 -b_~DF
5.5.1线性变换123 pK4)yu+
5.5.2非线性变换123 H,NF;QPPC
5.6图像的锐化124 !'O@2{? B
5.6.1边界提取和锐化124 3(UVg! t
5.6.2锐化滤波器125 6dYMwMH
5.7图像的边缘检测127 X wtqi@zlE
5.7.1边缘检测算子127 2A!FDr~cdT
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 8?C5L8)
5.8基于灰度的图像分割131 FGkVqZ Y2?
5.9图像的膨胀与腐蚀134 o L<St$1
5.9.1膨胀和腐蚀134 qJw_
5.9.2结构元素134 Yr|4Fl~U
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Qg/rRiV
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 E(|>Ddv B&
参考文献136 yCo.cd-
," ql5Q4
第三部分 实例篇 5LMw?P.<
第6章课程设计综合实例139 i@'dH3-kO
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 6H|S ;K+
6.1.1设计目的139 &c #N)U
6.1.2设计任务及具体要求139 fXB0j;A
6.1.3基本原理概述139 g\A Y|;T
6.1.4设计方案及验证140 ?h2}#wg
参考文献148 13 wE"-
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 FgO)DQm
6.2.1设计目的148 e';_Y> WQy
6.2.2设计任务及要求148 aQ~s`^D
6.2.3设计原理概述149 wA.\i
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 wQ LSf{ 2
参考文献154 }~q5w{_n
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 w*Ihk)
6.3.1设计目的154 .|=\z9_7S8
6.3.2设计任务及要求155 jh$='G n
6.3.3设计原理概述155 {XHh8_ ^&
6.3.4MATLAB仿真实现155 h7@6T+#WoT
参考文献160 N uI9i U
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 E)3N xmM#
6.4.1设计目的161 i?;Kq~,
6.4.2设计任务及要求161 ?1".;foZ
6.4.3设计原理概述161 2+O'9F_v
6.4.4设计实现163 ,[;G|et
参考文献169 J^/p (
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 L HmZxi?
6.5.1设计目的169 {: W$LWET
6.5.2设计任务及要求169 SY8C4vb'h
6.5.3设计原理概述169 'm9` 12 H
6.5.4设计实现171 L8n|m!MO D
参考文献178 8$|=P!7EO
6.6基于MATLAB的相关识别178 aN=B] {!
6.6.1设计目的178 'H!XUtFs"
6.6.2设计任务及要求178 -{_PuJ "
6.6.3设计原理概述178 IM+ o.@f-
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 /Q )\ +
参考文献183 59-c<I/}f
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 (9h`3#
6.7.1设计目的183 )_NO4`ejs/
6.7.2设计任务及要求183 BPHW}F]X
6.7.3设计原理概述183 E!AE4B1bd
6.7.4设计实现185 -%dCw6aX+
参考文献187 u-C)v*# L
6.8基于MATLAB的激光束合成187 xwty<?dRW1
6.8.1设计目的187 4`R(?
6.8.2设计任务及要求188 W'.m'3#z
6.8.3设计原理概述188 l@:0e]8|o
6.8.4设计实现188 [S W_C
参考文献193 s9d_GhT%-
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 >OK^D+v"j
6.9.1设计目的194 b u"!jHPB
6.9.2设计任务及要求194 #o2[hibq
6.9.3设计原理概述194 D,ln)["xm
6.9.4设计实现197 [trwBZ^D~
参考文献200 fxIf|9Qi`
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ,?XCyHSgWW
6.10.1设计目的200 MJrR[h]
6.10.2设计任务及具体要求201 ;S*}Wq P,
6.10.3基本原理概述201 ,v&(Y Od
6.10.4设计方案及验证201 sT' 5%4
6.10.5结论208 RX5dO%
参考文献208
