《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。 ;M"[dy`dY
《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。 3_>=Cv}
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。 $RYOj{1
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第一部分 语言篇 ] G^9PZ-
第1章MATLAB语言概述3 hxt;sQAo{
1.1MATLAB简介3 Fzt7@VNxc
1.1.1MATLAB的发展历程3 !$#5E1:\
1.1.2MATLAB的主要特点3 lYey7tl{
1.2MATLAB的系统组成4 a*t>Ks'C
1.2.1MATLAB开发环境4 CdM V(
1.2.2MATLAB数学函数库5 rxj#
1.2.3MATLAB语言5 \YHl(
1.2.4MATLAB图形处理系统5 YxGqQO36
1.2.5MATLAB程序接口5 wxN&k$`a
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 {Es1bO
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ' Er\ 68
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 !3{.
V\P)
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 2 4 sQon
1.4.1菜单和工具栏9 i(*fv(z
1.4.2命令行窗口10 +??pej]Rp
1.4.3工作区11 t>x!CNb'C
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 IJC]Al,df
1.5.1帮助窗口11 8 "A0@fNz
1.5.2帮助命令12 DR]4Tc z#
1.5.3演示系统（Demos）13 deJ/3\t
1.5.4帮助系统导航浏览器13 h>p,r\X
1.5.5远程帮助系统14 ],vi d1E
1.6MATLAB的基本操作命令14 V{ ~~8b1E
1.6.1通用命令和编辑键14 _#uRKy<`N
1.6.2文件管理15 HBs
6:[q
1.7MATLAB使用初步16 93 ggCOaYA
习题16 BqM[{Kv
第2章MATLAB的基本语法17 W@i|=xS?
2.1数据类型17 'v=BAY=Ef
2.1.1数值类型17 m>?|*a ,
2.1.2字符串17 {:KPEN
2.1.3逻辑类型19 $`R=Q
2.1.4元胞数组20 gZ-:4G|J
2.1.5构架数组21 n a
0Zb
2.1.6函数句柄（function）21 [z6P]eC7
2.2变量22 K9 2M9=>
2.2.1变量命名的规则22 P@x@5uC2
2.2.2变量的赋值22 ,b?G]WQrHs
2.2.3MATLAB变量的显示23 tK
`A_h C
2.2.4MATLAB变量的存取24 ~#)9Kl7<X
2.3数组及向量运算24 9$} > O]
2.3.1数组和向量的创建24 #WGy Q u
2.3.2数组的寻址27 Do5{t'm3
2.3.3数组的运算27 .y0u"@iF
2.3.4向量运算29 @}u o:b:Q
2.4矩阵及其运算30 qk>M~,
2.4.1矩阵的创建30 c(Fo-4K
2.4.2矩阵的运算31 ]\]mwvLT
2.4.3矩阵的常用函数运算33 %eGD1.R
2.5多项式及其运算34 lQ"t# b+
2.5.1多项式的构造34 Z- M4J;J@}
2.5.2多项式的运算34 Bo1 t}#7
2.5.3多项式拟合36 Zu>CR_C
2.6符号运算37 7M_GGjP
2.6.1基本符号对象37 t}MT<Jj
2.6.2符号表达式38 uKB V`I
2.6.3符号表达式的运算38 \`%#SmQF
2.6.4常用的符号运算39 !!m GsgnW
2.7MATLAB绘图40 z6h/C {
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 1^[ ]#N-Bu
2.7.2二维绘图41 woN
d7`C}7
2.7.3图形修饰43 6Q&i=!fQ
2.7.4三维绘图46 4{b/Nv :b
2.7.5特殊图形48 Uo[`AzD3
2.7.6四维图形50 I*mBU^<9V
2.8MATLAB程序设计51 buWF6LFC
2.8.1M文件编辑器51 ]eX(K5 A
2.8.2命令文件53 PWfd<Yf!
2.8.3函数文件53 <l>L8{-3
2.8.4M文件的规则54 'b+
Tio
2.8.5全局变量与局部变量54 I;9DG8C&v*
2.8.6程序流控制55 n@S| ^cH
2.8.7程序设计举例58 &yqk96z
2.8.8程序设计的基本原则60 Ie8SPNY-H
习题60 |>-0q~
参考文献62
q ^Gj
IP
Yi19VU|/
第二部分 应用篇 B0 gs <E
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 N'|9rB2e
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 E.^u:0:P
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 =H^~"16
3.1.2电矢量垂直入射面66 5z"
X>!?^
3.1.3菲涅耳公式66 dQ #oY|a
3.2光的干涉68 1J&hm[3[K
3.2.1波的叠加原理68 0,iG9D 7
3.2.2光波的干涉71 Qr?(2t#
3.2.3杨氏干涉实验71 7'@~TM
3.2.4牛顿环74 x7xQrjE
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 aDE}'d1qo
3.3光的衍射79 9F F
3.3.1光的衍射现象79 VY0-18 o
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 nrM-\'
3.3.3光栅衍射83 j3>&Su>H4
3.4光的偏振84 &@qB 6!^
3.4.1光波的偏振态84 uFOYyrESc
3.4.2光波的偏振态的仿真85 CZ(fP86e
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Tcq@Q$H
3.5.1平凸透镜光线追迹87 Cn>t"#zs!~
参考文献90 /8P7L'Rb
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 u#3Cst8Y
4.1信息光学函数91 3:b5#c?R-
4.1.1矩形函数91 '9AYE"7Ydk
4.1.2阶跃函数93 d2g7 ,axi
4.1.3符号函数94 }IKU^0M9<T
4.1.4sinc函数94 BI T<J5>
4.1.5高斯函数95 jW}hLj lN
4.2傅里叶变换97 [Fr <tKtB
4.3卷积定理99 q c6d,z/
4.4傅里叶透镜的仿真101 ^5-SL?E
4.5计算全息103 sT91>'&
4.5.1全息透镜103 <In+V
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 0EC/l
OS
参考文献107 yeV|j\TJI.
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 /qd~|[Kx:
5.1图像及数字图像简介108 P> 7PO~E.
5.1.1索引图像108 ?6:e%YT
5.1.2RGB图像109 IY|>'}UU#
5.1.3二值图像109 VJtRL')
5.1.4灰度图像109 M7neOQHq
5.2数字图像的读取、显示及输出110 #?bOAWAwLh
5.2.1图像的读取110 ! Eb!y`jK
5.2.2图像的显示110 DW U(ld:_
5.2.3图像的输出112 :n oZ
p: a
5.2.4添加颜色条112 H 8!lSRq
5.3图像类型的转化113 $XFF NE`%
5.3.1dither函数113 Vv>hr+e
5.3.2gray2ind函数114 uecjR 8\e
5.3.3im2bw函数115 <@qJ sRbhK
5.3.4rgb2gray函数116 ?lIh&C8]X
5.3.5rgb2ind函数116 8ZDWaq8^2N
5.4图像的代数操作117 gy/bA
5.4.1图像的相加117 r#^uY:T%
5.4.2图像的相减119 ^i17MvT'
5.4.3图像的相乘121 G\*`%B_ n
5.4.4图像的相除121 8b+%:eJ
5.5图像的对比度增强123 l D]?9K29
5.5.1线性变换123 ;oRgg'k<
5.5.2非线性变换123 4aG}ex-s|
5.6图像的锐化124 ='HLA-uT
5.6.1边界提取和锐化124 Ewo6Q){X
5.6.2锐化滤波器125 [uu<aRAg3O
5.7图像的边缘检测127 "D
ivsq ^
5.7.1边缘检测算子127 hj3wxH.}
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 m>'#664q1
5.8基于灰度的图像分割131 :Y&h'FGZm
5.9图像的膨胀与腐蚀134 (vbI4&r
5.9.1膨胀和腐蚀134 v NAQ/Q
5.9.2结构元素134 4pFoSs?\
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 UFr5'T
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ?;p45y~n%
参考文献136 Q% J!
}yM!o`90
第三部分 实例篇 wmit>69S
第6章课程设计综合实例139 eo4v[V&
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 q_0 ,K OGW
6.1.1设计目的139 C0'_bTfB
6.1.2设计任务及具体要求139 Oa7jLz'i
6.1.3基本原理概述139 c nV2}U/\
6.1.4设计方案及验证140 f >\~h,SLL
参考文献148 1zY" Uxp
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 7 9ZYRm2;
6.2.1设计目的148 _(:bGI'.m
6.2.2设计任务及要求148 J|dj`Z ?
6.2.3设计原理概述149 );V.le}% (
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Yf x'7gj
参考文献154 Ert`
]s~
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 P64< O 5l/
6.3.1设计目的154 6"jV>CNc@
6.3.2设计任务及要求155 f15n ~d
6.3.3设计原理概述155 I>spJ5ls
6.3.4MATLAB仿真实现155 -&r A<j
参考文献160 RMBPm*H
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 'E#Bz"T
6.4.1设计目的161 oF(|NS^
6.4.2设计任务及要求161 E% \Ohs7
6.4.3设计原理概述161 rFYw6&;vOi
6.4.4设计实现163 a & tl@y1
参考文献169 -Sj|Y }
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 -{S: sK.o
6.5.1设计目的169 T3^(I~03
6.5.2设计任务及要求169 3[iHe+U(
6.5.3设计原理概述169 Z=>#|pW,)
6.5.4设计实现171 i^&^e g'.5
参考文献178 Z66q0wR7
6.6基于MATLAB的相关识别178 4'0rgS
6.6.1设计目的178 =^gZJ@
6.6.2设计任务及要求178 Vw b6 QIs
6.6.3设计原理概述178 NEX{vZkgw
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 SFa~j)9'n
参考文献183 C(5B/W6
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 |1^
!r Hg
6.7.1设计目的183 %jmL#IN )
6.7.2设计任务及要求183 I0C$
6.7.3设计原理概述183 x)^t5"F
6.7.4设计实现185 8hm|9
参考文献187 zX ?@[ OT
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ? DKwKt
6.8.1设计目的187 G,h=5y9_J
6.8.2设计任务及要求188 E=8$*YUW(g
6.8.3设计原理概述188 wdTjJf r
6.8.4设计实现188 Cw&U* H
参考文献193 ma(E} s
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 R(N5K4J
6.9.1设计目的194 {/SLDyf%Z
6.9.2设计任务及要求194 3+2cD
6.9.3设计原理概述194 R3g g{hQ
6.9.4设计实现197 h;2n2. Q
参考文献200 KcNh3CR
6.10基于MATLAB的人脸识别200 1<d|@9?9`
6.10.1设计目的200 SFx|9$hXm
6.10.2设计任务及具体要求201 e`Vb.E)
6.10.3基本原理概述201 ![4<6/2gy
6.10.4设计方案及验证201 WEFvJ0]
6.10.5结论208 $oU40HA)W]
参考文献208
