《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。 c U6*y!}9
《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。 ?8-Am[xH
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。
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4C*ywP
第一部分 语言篇 $%~ JG (
第1章MATLAB语言概述3 zgw ez$
1.1MATLAB简介3 OD8
fn
1.1.1MATLAB的发展历程3 [ ~9UsHfH
1.1.2MATLAB的主要特点3 h!w::c V
1.2MATLAB的系统组成4 &en.
m>9,
1.2.1MATLAB开发环境4 P 2WAnm
1.2.2MATLAB数学函数库5 sSW'SE?,<
1.2.3MATLAB语言5 {srP3ll
P
1.2.4MATLAB图形处理系统5 `;UWq{"
1.2.5MATLAB程序接口5 CYaN;HV@_
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 @"7S$@cO
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 bIU.C|h@
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 m
Q9dF,
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 HA,o2jZ?In
1.4.1菜单和工具栏9 q}LDFsU
1.4.2命令行窗口10 .ck?JXg
1.4.3工作区11 gQeQy
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 KwL_ae6fV
1.5.1帮助窗口11 zy,SL
|6:
1.5.2帮助命令12 a}UmD
HS-
1.5.3演示系统（Demos）13 \|,| )
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ;C@mT;hR
1.5.5远程帮助系统14 1=)M15
1.6MATLAB的基本操作命令14 *JJ8\ R&P0
1.6.1通用命令和编辑键14 '9}&@;- _
1.6.2文件管理15 {'IO
1.7MATLAB使用初步16 g{'f% bkG
习题16 &aRL}#U
第2章MATLAB的基本语法17 Td i^P}i_
2.1数据类型17 MfL7| b)
2.1.1数值类型17 J0!V (
2.1.2字符串17 KsKE#])&l
2.1.3逻辑类型19 $*0-+h
2.1.4元胞数组20 -#ZLu.
2.1.5构架数组21 H,(vTt hd
2.1.6函数句柄（function）21 `Z;Z ^c
2.2变量22 VVeJe"!t
2.2.1变量命名的规则22 h3@tZL#g
2.2.2变量的赋值22 eAlOMSL\
2.2.3MATLAB变量的显示23 w KM9fs
2.2.4MATLAB变量的存取24 p":u]Xgb
2.3数组及向量运算24 MJGT|u8O&
2.3.1数组和向量的创建24 /PwiZ A3sA
2.3.2数组的寻址27 23? u_?+4i
2.3.3数组的运算27 cfIC( d
2.3.4向量运算29 IhNX~Jg'^
2.4矩阵及其运算30 <\#' o}
2.4.1矩阵的创建30 \GL] I.
2.4.2矩阵的运算31 ^\ [p6>
2.4.3矩阵的常用函数运算33 LzU'6ah';5
2.5多项式及其运算34 W Gv 47i
2.5.1多项式的构造34 + pR,BjY
2.5.2多项式的运算34 lx|Aw@C3~
2.5.3多项式拟合36 J+P<zC
2.6符号运算37 =o 9s?vOJ
2.6.1基本符号对象37 >?@5> wF
2.6.2符号表达式38 ;^M E
2.6.3符号表达式的运算38 jSp&\Wj b
2.6.4常用的符号运算39 H7+"BWc
2.7MATLAB绘图40 Q 5AS N"_
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 L3%frIUd
2.7.2二维绘图41 ogFo/TKM
2.7.3图形修饰43 4t[7 lL`Z
2.7.4三维绘图46 ?, pwYT0g
2.7.5特殊图形48 XM:BMd|
2.7.6四维图形50 I/(U0` %
2.8MATLAB程序设计51 JK! (\Ae.
2.8.1M文件编辑器51 hL3up] pZ
2.8.2命令文件53 rCw 4a?YS
2.8.3函数文件53 C!+D]7\j
2.8.4M文件的规则54 t<v.rb
2.8.5全局变量与局部变量54 !/p|~K
2.8.6程序流控制55 {?`rGJ {f
2.8.7程序设计举例58 5k 0iVpjQ
2.8.8程序设计的基本原则60 /GgID!8
习题60 (,I:m[0
参考文献62 3=
=["hO
b=EI?XwJ
第二部分 应用篇
fJ*^4
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ":/c|!
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 ` Q*`\-8J
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 E>_Rsw *
3.1.2电矢量垂直入射面66 77M!2S _E
3.1.3菲涅耳公式66 RW&o3_Ua
3.2光的干涉68 6u"wgX]H
3.2.1波的叠加原理68 ^Gd1 T
3.2.2光波的干涉71 LaJvPOQ
3.2.3杨氏干涉实验71 $]|3^(y``
3.2.4牛顿环74 c[-N A
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 |.c4y*
3.3光的衍射79 UCVYO.
9"
3.3.1光的衍射现象79 p6j-8ggL
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 A-r;5?S
3.3.3光栅衍射83 =aVvv+T
3.4光的偏振84 |5vJ:'` I
3.4.1光波的偏振态84 F${sEtH
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Osqk#Oh
3.5平行光束通过透镜聚焦87 "bej#'M#
3.5.1平凸透镜光线追迹87 4XAB_Q
参考文献90 Tt~4'{Bc
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 "_UnN}Uk
4.1信息光学函数91 }uDpf0;^
4.1.1矩形函数91 iFUiw&
4.1.2阶跃函数93 j&
7>ph
4.1.3符号函数94 ~3s ?.[}d
4.1.4sinc函数94 sK%b1 6#
4.1.5高斯函数95 Vs"b
4.2傅里叶变换97 HB )+.e
4.3卷积定理99 ]C^ #)7
4.4傅里叶透镜的仿真101 '
wl})
4.5计算全息103 %i\rw*f
4.5.1全息透镜103 M
%,\2!$
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 jsA x;Z:QT
参考文献107 e;vI XJE
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 diXWm-ZKL
5.1图像及数字图像简介108 B*G]Dr) e
5.1.1索引图像108 b,Eq-Z;
5.1.2RGB图像109 Qy9_tvq
X
5.1.3二值图像109 _g Vihu
5.1.4灰度图像109 w~6/p
5.2数字图像的读取、显示及输出110 7 6T7<.S
5.2.1图像的读取110 o135Xh$_>'
5.2.2图像的显示110 P 'h39XoZ
5.2.3图像的输出112 |4DN2P
5.2.4添加颜色条112 B6 F!"
5.3图像类型的转化113 UovN"8W+
5.3.1dither函数113 }h1BAKg
5.3.2gray2ind函数114 \L>XF'o
5.3.3im2bw函数115 CY?J$s N
5.3.4rgb2gray函数116 S(3h{Y"#
5.3.5rgb2ind函数116 ubB1a_7
5.4图像的代数操作117 k:n{AoUc
5.4.1图像的相加117 i ?B<&'G
5.4.2图像的相减119 -$!r+4|q
5.4.3图像的相乘121 l8E))oz1T
5.4.4图像的相除121 QV."ZhL5 =
5.5图像的对比度增强123 #c:@oe4v
5.5.1线性变换123 JA{kifu0+
5.5.2非线性变换123 d %}?%VH
5.6图像的锐化124 " L5w]6C4
5.6.1边界提取和锐化124 6Zpa[,g m
5.6.2锐化滤波器125 W.4R+kF<
5.7图像的边缘检测127 P_b5`e0O
5.7.1边缘检测算子127 iAe"oXK|
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 =X(N+(1~
5.8基于灰度的图像分割131 w5q6c%VZ
5.9图像的膨胀与腐蚀134 X,3"4 SK
5.9.1膨胀和腐蚀134 Dz hLb8k
5.9.2结构元素134 dZ" }wKbO
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 u"5/QB{
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 #U 0| j?!D
参考文献136 e| C2/U-
)T '?"guh`
第三部分 实例篇 >? o5AdZ
第6章课程设计综合实例139 TS#1+f]9J<
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 { 31X
6.1.1设计目的139 /7B3z}rd
6.1.2设计任务及具体要求139 &K !0yR
6.1.3基本原理概述139 lYe2;bu
6.1.4设计方案及验证140 bLl
?!G.
参考文献148 ^XyC[ G@[
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 (M;d*gN r
6.2.1设计目的148 8;~,jZ
s
6.2.2设计任务及要求148 ) j]f
]8
6.2.3设计原理概述149 h_X'O3r
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 >WO;q
参考文献154 tM@%EO
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 %dw0\:P?Q
6.3.1设计目的154
Mb_"M7
6.3.2设计任务及要求155 / !h<+
6.3.3设计原理概述155 L?N: 4/0;!
6.3.4MATLAB仿真实现155 DB"z93Mr<K
参考文献160 =Q;dYx%I5
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 F6{
O
6.4.1设计目的161 lx$Z/f
6.4.2设计任务及要求161 aIT0t0.
6.4.3设计原理概述161 s'/_0
6.4.4设计实现163 CZy!nR!
参考文献169 M+-odLltw
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 JWu0VLo
6.5.1设计目的169 kFQo[O]
6.5.2设计任务及要求169 1OY
5tq
6.5.3设计原理概述169 _ y'g11 \
6.5.4设计实现171 *W=1 yPP
参考文献178 Oxu}W%BF*
6.6基于MATLAB的相关识别178 &iuMB0rbu
6.6.1设计目的178 -iy 1 7$
6.6.2设计任务及要求178 !
.Pbbs%
6.6.3设计原理概述178 ER`;0#3[9u
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 9-# =xE9'U
参考文献183 Yh,, (V6
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 &6GW9pl[
6.7.1设计目的183 m{*_%tjN0
6.7.2设计任务及要求183 iMYJ VB=
6.7.3设计原理概述183 ) fuAdG
6.7.4设计实现185 | v> W
参考文献187 j`u2\ ;
6.8基于MATLAB的激光束合成187 q.hpnE~#lh
6.8.1设计目的187 |em_l$oGc
6.8.2设计任务及要求188 gBgaVG
6.8.3设计原理概述188 9n d,8N ji
6.8.4设计实现188 Yg!fEopLb
参考文献193 Ux);~P`/o
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 OS~Z@'Eg
6.9.1设计目的194 t:'^pYN:g
6.9.2设计任务及要求194 |Ntretz`\
6.9.3设计原理概述194 .4z_ohe
6.9.4设计实现197 +s+E!= s
参考文献200 [2!?pVI
6.10基于MATLAB的人脸识别200 >.gT 9
6.10.1设计目的200 93)1
6.10.2设计任务及具体要求201 9j5k=IXg#a
6.10.3基本原理概述201 Y,KSr|vG
6.10.4设计方案及验证201 nqY arHi
6.10.5结论208 /GP:W6:6z6
参考文献208
