《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。 f,LeJTX=
《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。 R$MR|
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书,也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说,书中所给实例有一定参考价值。 QfM^J5j.M?
K:Z,4Y
第一部分 语言篇 7Wiwnv_"
第1章MATLAB语言概述3 p;R&h4H
1.1MATLAB简介3 A e2Y\ sAV
1.1.1MATLAB的发展历程3 [xDIK8d:I
1.1.2MATLAB的主要特点3 upJy,|5
1.2MATLAB的系统组成4 3W.D^^)eCV
1.2.1MATLAB开发环境4 *laFG<;
1.2.2MATLAB数学函数库5 j.+,c#hFo
1.2.3MATLAB语言5 T2mZkK?rA
1.2.4MATLAB图形处理系统5 y^kC2DS
1.2.5MATLAB程序接口5 >qGWDCKr
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 N "eK9>
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 6(1
&6|o3
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 je>gT`8
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 6O 2sa-{d
1.4.1菜单和工具栏9 4K4u]"1
1.4.2命令行窗口10 y] Cx[
1.4.3工作区11 /8hjs{(;
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 gB,Q4acjj
1.5.1帮助窗口11 9+5F(pd(
1.5.2帮助命令12 q?L*Luu+
1.5.3演示系统(Demos)13 9{A*[.XK]
1.5.4帮助系统导航浏览器13 *|0W3uy\Y
1.5.5远程帮助系统14 K+yi_n L
1.6MATLAB的基本操作命令14 wjOqCF"
1.6.1通用命令和编辑键14 _nw\ac#*
1.6.2文件管理15 ~wGjr7Wt
1.7MATLAB使用初步16 2Y=Q%
习题16 HDu|KW$o1
第2章MATLAB的基本语法17 lb"T'}q
2.1数据类型17 .Dr7YquW
2.1.1数值类型17 )_kEy>YscZ
2.1.2字符串17 *t={9h
2.1.3逻辑类型19 H-X5A\\5
2.1.4元胞数组20 xu;^F
2.1.5构架数组21 ~n/:a
2.1.6函数句柄(function)21 (ijO|%?
2.2变量22 y92<(ziaX)
2.2.1变量命名的规则22 ~$Z_#,|i?
2.2.2变量的赋值22 _tO2PIL@Z
2.2.3MATLAB变量的显示23 \D[~54
2.2.4MATLAB变量的存取24 C|QJQ@bj0
2.3数组及向量运算24 xrJ0
2.3.1数组和向量的创建24 -r0oO~KT
2.3.2数组的寻址27 #KtV 4)(
2.3.3数组的运算27 ;{n*F=%uC
2.3.4向量运算29 a<V
Mh79*
2.4矩阵及其运算30 '_g*I
2.4.1矩阵的创建30 i{J[;rV9
2.4.2矩阵的运算31 8mX:*$qm:
2.4.3矩阵的常用函数运算33 /J,&G:
Er
2.5多项式及其运算34 m :]F&s
2.5.1多项式的构造34 (Pt*|@i2c
2.5.2多项式的运算34 zH@+\#M
2.5.3多项式拟合36 {Z[kvXf"mZ
2.6符号运算37 23q2u6.F`
2.6.1基本符号对象37 L+)mZb&
2.6.2符号表达式38 MpJx>0j/J
2.6.3符号表达式的运算38 U(:t$SBKy
2.6.4常用的符号运算39 #-d-zV*
2.7MATLAB绘图40 G&7 } m
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 B#4 J![BX
2.7.2二维绘图41 a+\s 0Qo<
2.7.3图形修饰43 #8bI4J{dE
2.7.4三维绘图46 P~"""3de4
2.7.5特殊图形48 Z?w=-
2.7.6四维图形50 )/tdiRpn
2.8MATLAB程序设计51 9p"';*{=
2.8.1M文件编辑器51 ] m^ECA$
2.8.2命令文件53 NW Pd~l+
2.8.3函数文件53 *P[N.5{
2.8.4M文件的规则54 /3~}= b
2.8.5全局变量与局部变量54 KhbbGdmfS$
2.8.6程序流控制55 zPb"6%1B
2.8.7程序设计举例58 I~c}&'V
2.8.8程序设计的基本原则60 * km- pp
习题60 0 f"M-x
参考文献62 ve=
nh]N
5{8,+
Z
第二部分 应用篇 :SpPT
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 nL!nzA
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 TC'^O0aZ_
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 9M-/{D^+<
3.1.2电矢量垂直入射面66 _n<
@Jk~
3.1.3菲涅耳公式66 #.\X%!
3.2光的干涉68 gH/k}M7tA#
3.2.1波的叠加原理68 UIw6~a3E
3.2.2光波的干涉71 ,Onu%
3.2.3杨氏干涉实验71 V{kgDpB
3.2.4牛顿环74 rYr.mX
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 *|:]("i
3.3光的衍射79 = G3A}
3.3.1光的衍射现象79 p&;,$KDA
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 '
9
3.3.3光栅衍射83 90)rOD1B
3.4光的偏振84 &]/.=J
3.4.1光波的偏振态84 H=9\B}
3.4.2光波的偏振态的仿真85 aw/5#(1R
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ::kpAE]
3.5.1平凸透镜光线追迹87 [p_C?hHO
参考文献90 3836Di:{
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 aA.TlG@zP
4.1信息光学函数91 S>p>$m,
Q
4.1.1矩形函数91 YY<e]CriU
4.1.2阶跃函数93 P(Hh%9'(
4.1.3符号函数94 tt>=Vt'
4.1.4sinc函数94 'GcZxF0
4.1.5高斯函数95 pF"IDC
4.2傅里叶变换97 qT L@N9
4.3卷积定理99 $eBE pN
4.4傅里叶透镜的仿真101 sWnU*Q
4.5计算全息103 b}r3x&)
4.5.1全息透镜103 V|fs"HY
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 _/!IjB:(70
参考文献107 ffYiu4$m
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 NASRr
5.1图像及数字图像简介108 ysiBru[u
5.1.1索引图像108 =>6'{32W_
5.1.2RGB图像109 XX(;,[(_
5.1.3二值图像109 ,*Yu~4
5.1.4灰度图像109 [(N<E/m %B
5.2数字图像的读取、显示及输出110 etH%E aF[
5.2.1图像的读取110 r
yO\$m
5.2.2图像的显示110 ^T|~L<A3
5.2.3图像的输出112 ;=6~,k)
5.2.4添加颜色条112 bXiT}5mJU
5.3图像类型的转化113 Sf\mg4,
5.3.1dither函数113 I(Yyg,1Z
5.3.2gray2ind函数114 #X"eg
5.3.3im2bw函数115 Kq;Yb&
5.3.4rgb2gray函数116
Ol24A^
5.3.5rgb2ind函数116 ,tL<?6_
5.4图像的代数操作117 Hd)4_
uBt
5.4.1图像的相加117 _`zj^*%
5.4.2图像的相减119 >2~q{e
5.4.3图像的相乘121 3l 0>
5.4.4图像的相除121 I%whM~M1+
5.5图像的对比度增强123 RW|3d<Fj
5.5.1线性变换123 u#Qd`@p
5.5.2非线性变换123 ?c^0%Op
5.6图像的锐化124 ~8Z0{^
5.6.1边界提取和锐化124 pRj1b^F5y
5.6.2锐化滤波器125 8:,l+[\
5.7图像的边缘检测127 v>71?te
5.7.1边缘检测算子127 o84!$2P+w
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 <gKT 7ONtg
5.8基于灰度的图像分割131 fG5 U' Vw
5.9图像的膨胀与腐蚀134 q8.K-"f(Q
5.9.1膨胀和腐蚀134 A@EeX4N
5.9.2结构元素134 eUA6X
,I
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Nq)=E[$
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 F"3PP ~
参考文献136 @%K@oD L
(AdQ6eGM b
第三部分 实例篇 {ls$#a+d
第6章课程设计综合实例139 0t1WvW
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 nJ4i[j8
6.1.1设计目的139 5TVDt
6.1.2设计任务及具体要求139 hof:+aW
6.1.3基本原理概述139 EOjo>w>
6.1.4设计方案及验证140 #!KbqRt
参考文献148 XU .FLNe
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 8|`4D 'Ln
6.2.1设计目的148 K<KyX8$P0
6.2.2设计任务及要求148 m6)8L?B
6.2.3设计原理概述149 k#%BxT
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 aO?(ZL
参考文献154 {SW}S_
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 w3c[t~R8
6.3.1设计目的154 /z*?:*
6.3.2设计任务及要求155 #z) @T
6.3.3设计原理概述155 _pM&Ya
6.3.4MATLAB仿真实现155 7^h?<X\
参考文献160 v"Fa_+TVx
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 rE-Xv.
|
6.4.1设计目的161 a1Qg&s<
6.4.2设计任务及要求161 ;-47d ^
6.4.3设计原理概述161 }|
_uqvin
6.4.4设计实现163 ,Utp6X
参考文献169 -82Rz
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 e;R5A6|
6.5.1设计目的169 yw2^kk93|
6.5.2设计任务及要求169 ._"U{
f2V
6.5.3设计原理概述169 TGGeTtk=
6.5.4设计实现171 V4}9f5FR
参考文献178 l
njaHol0
6.6基于MATLAB的相关识别178 b;O]@kBB
6.6.1设计目的178 qCn(~:
6.6.2设计任务及要求178 BCk$FM@
6.6.3设计原理概述178
SEF/D0
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 MVK='
参考文献183 r>sk@[4h
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 _) 2fXG!
6.7.1设计目的183 IM}T2\tZ}
6.7.2设计任务及要求183 a0Cf.[L
6.7.3设计原理概述183 SJ;u,XyWn
6.7.4设计实现185 a -,!K
参考文献187 2GA6@-u\
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ^wCjMi(sj
6.8.1设计目的187 wX" 6 S:
6.8.2设计任务及要求188 9 W><m[O
6.8.3设计原理概述188 r}MXXn,f
6.8.4设计实现188 ?h"+q8&
参考文献193 0~Ot
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 2c@R!*
6.9.1设计目的194 R4u=.
6.9.2设计任务及要求194 wj9CL1Gx
6.9.3设计原理概述194 [S9T@Q
6.9.4设计实现197 |S|0'C*
参考文献200 UMuqdLaT9
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ZFNM>C^
6.10.1设计目的200 ngj=w;7~+
6.10.2设计任务及具体要求201 M2_sxibI
6.10.3基本原理概述201 4:=']C
6.10.4设计方案及验证201 snOd
3Bw
6.10.5结论208 y!;rY1
参考文献208