《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。 :hp=>^$Y
《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。 <, Zk9 t&
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。 ;Vad| -
%@{);5[
第一部分 语言篇 e FPDW;
第1章MATLAB语言概述3 K/y#hP
1.1MATLAB简介3 'lU9*e9
1.1.1MATLAB的发展历程3 IdlW[h3`[
1.1.2MATLAB的主要特点3 Iky'x[p,D
1.2MATLAB的系统组成4 $siiG|)C1
1.2.1MATLAB开发环境4 c4R6E~S
1.2.2MATLAB数学函数库5 Pv`^#B X'
1.2.3MATLAB语言5 wK[xLf
1.2.4MATLAB图形处理系统5 {} ZQK
1.2.5MATLAB程序接口5 EV@xUq!x .
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 tF)aNtX4^
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 RkN a;j)t
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 1@ H3!V4
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 $b#"Rv
1.4.1菜单和工具栏9 ".qh]RVjV
1.4.2命令行窗口10 =S-'*F
1.4.3工作区11 LmL V2f
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 '$M=H.
1.5.1帮助窗口11 ~PUz/^^
s
1.5.2帮助命令12 L!-@dz
1.5.3演示系统（Demos）13 ?Ee HeN_
1.5.4帮助系统导航浏览器13 )jp#|#h
1.5.5远程帮助系统14 67Ai.3dR
1.6MATLAB的基本操作命令14 V&DS+'P
1.6.1通用命令和编辑键14 S)GWr"m-
1.6.2文件管理15 #nc{MR#R
1.7MATLAB使用初步16 O1@xF9<
习题16 iuq-M?1
第2章MATLAB的基本语法17 S*:b\{[f>
2.1数据类型17 #`/KF_a3\>
2.1.1数值类型17 :JqH.Sq k
2.1.2字符串17 4ow) vS(
2.1.3逻辑类型19 <Ja >
2.1.4元胞数组20 S >uzW #
2.1.5构架数组21 D:llGdU#2
2.1.6函数句柄（function）21 &gkloP @
2.2变量22 k@AOE0m
2.2.1变量命名的规则22 E'e#ax F;
2.2.2变量的赋值22 ^zQ;8) ng
2.2.3MATLAB变量的显示23 v[ru }/4
2.2.4MATLAB变量的存取24 O ~B
iqm
2.3数组及向量运算24 \{n]&IjA
2.3.1数组和向量的创建24 )5Kzq6.
2.3.2数组的寻址27 B5!$5 Qc
2.3.3数组的运算27 @Q3aJ98)2
2.3.4向量运算29 7
#_{UJ%
2.4矩阵及其运算30 LN?f w
2.4.1矩阵的创建30 ekfD+X
2.4.2矩阵的运算31 /+Xv( B
2.4.3矩阵的常用函数运算33 H;}V`}c<`
2.5多项式及其运算34 zHr1FxD
2.5.1多项式的构造34 `Y/DttjL
2.5.2多项式的运算34 u
Y/Q]N T
2.5.3多项式拟合36 y&A*/J4P
2.6符号运算37 L!DP*XDp
2.6.1基本符号对象37 Y ,B0=}
2.6.2符号表达式38 7[:9vY
2.6.3符号表达式的运算38 K3TMT Y<p
2.6.4常用的符号运算39 DVRE ;+Jt
2.7MATLAB绘图40 b3x!tuQn
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 cxrUk$f
2.7.2二维绘图41 `R fhxzI
2.7.3图形修饰43 z:|4S@9
2.7.4三维绘图46 ~j mHzF kQ
2.7.5特殊图形48 Uw5 z]Jck
2.7.6四维图形50 I*
\o
2.8MATLAB程序设计51 |Z$heYP:w
2.8.1M文件编辑器51 y_38;8ex
2.8.2命令文件53 h{yq Nl
2.8.3函数文件53 s6 w</
2.8.4M文件的规则54 ?I`']|I
2.8.5全局变量与局部变量54 S?*v p=
2.8.6程序流控制55 rFSLTbTf
2.8.7程序设计举例58 R|ViLt y
2.8.8程序设计的基本原则60 Ezm ~SY
习题60 93[c^sc9*a
参考文献62 "MKgU[ t
+o!".Hp
第二部分 应用篇 kp[+Iun?
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 l[l('-f
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 "Nn/vid;
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 G{i}z^n
3.1.2电矢量垂直入射面66
P6zy<w
3.1.3菲涅耳公式66 Ytc
3.2光的干涉68 1fm\5/}'`1
3.2.1波的叠加原理68
Jt.dR6,
3.2.2光波的干涉71 Lc f =)GL
3.2.3杨氏干涉实验71 ^{_`j E
3.2.4牛顿环74 7:I`
~ @m
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 + %=Ao6/#
3.3光的衍射79 }?^5\ot u
3.3.1光的衍射现象79 C 6ZM#}I$l
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 +y>D 3I
3.3.3光栅衍射83 0~H(GG$VH
3.4光的偏振84 n fq
3.4.1光波的偏振态84 c</d1x T
3.4.2光波的偏振态的仿真85 /);c l;"
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ]Y Q l Cx`
3.5.1平凸透镜光线追迹87 A jr]&H4
参考文献90 DT8|2"H
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 f[HhLAVGK`
4.1信息光学函数91 vX]\Jqy
4.1.1矩形函数91 Fa ,a)JY>
4.1.2阶跃函数93 vAbMU
4.1.3符号函数94 D:U:( pg
4.1.4sinc函数94 !ui i|"
4.1.5高斯函数95 X5cl'J(j9
4.2傅里叶变换97 \ Q|1I
4.3卷积定理99 t]#y } V
4.4傅里叶透镜的仿真101 4iBp!k7
4.5计算全息103 G \?fWqx
4.5.1全息透镜103 ec[S?-
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 r+217f S>
参考文献107 suN{)"
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 KtU I(*$`
5.1图像及数字图像简介108 ^1BQejD
5.1.1索引图像108 ``)ys^V
5.1.2RGB图像109 AdesR-e$R
5.1.3二值图像109 nKp='>Th
5.1.4灰度图像109 ^<'5 V)
5.2数字图像的读取、显示及输出110 9; H R
5.2.1图像的读取110 'xm _oGWE
5.2.2图像的显示110 #Sr_PEo
_
5.2.3图像的输出112 rJ4 O_a5/
5.2.4添加颜色条112 '^'vafs-/@
5.3图像类型的转化113 ) C5<puh
5.3.1dither函数113 \]e"#"v}}_
5.3.2gray2ind函数114 Ra}% :
5.3.3im2bw函数115 ,OsF v}v7
5.3.4rgb2gray函数116 <LIL{g0eX
5.3.5rgb2ind函数116 Wjn1W;m&g
5.4图像的代数操作117 5m!FtHvm1
5.4.1图像的相加117 H-~V:OCB~
5.4.2图像的相减119 QM=M<~<Voh
5.4.3图像的相乘121 `$\g8Mo
5.4.4图像的相除121 XMd-r8yYr
5.5图像的对比度增强123 acz8
H 0cS
5.5.1线性变换123
/L'r
L
5.5.2非线性变换123 .$y}}/{j?[
5.6图像的锐化124 nR-`;lrF~
5.6.1边界提取和锐化124 47ra`*
5.6.2锐化滤波器125 ~0,Utqy
5.7图像的边缘检测127 bYGK}:T8U
5.7.1边缘检测算子127 abh='5H|^|
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 H'Bo r\;[>
5.8基于灰度的图像分割131 oA%8k51>~K
5.9图像的膨胀与腐蚀134 BoE;,s>]NW
5.9.1膨胀和腐蚀134 6e3s
|
5.9.2结构元素134 AA"?2dF
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 A9'
[x7N
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ZdJwy%
参考文献136 ;,![Lar5L
~CgKU 8
第三部分 实例篇
YQ9@Dk0R
第6章课程设计综合实例139 (xf_
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 _fx0-S*$
6.1.1设计目的139 4NT zK
6.1.2设计任务及具体要求139 w?)v#]<-
6.1.3基本原理概述139 o^hI\9
6.1.4设计方案及验证140 ^m.QW*
参考文献148 / PDe<p
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 dqMt6b\}
6.2.1设计目的148 D 's'LspQ
6.2.2设计任务及要求148 3e4; '5q;
6.2.3设计原理概述149 R("g ]
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 PXqLK3AE
参考文献154 jX}}^ XwX
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 .}n ,
6.3.1设计目的154 xdb9oH
6.3.2设计任务及要求155 ,#3u. =IR[
6.3.3设计原理概述155 sVtx h]
6.3.4MATLAB仿真实现155 =+9.X8SP
参考文献160 MG)wVS<d_
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 {U1
j@pKm
6.4.1设计目的161 8.F BgZh*
6.4.2设计任务及要求161 Pw
i6Ly`
6.4.3设计原理概述161 {j
i;~9'Q
6.4.4设计实现163 h fT HP
参考文献169 35 I y\
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 2c`m8EaJ
6.5.1设计目的169 VN `T:! &
6.5.2设计任务及要求169 7hwl[knyB
6.5.3设计原理概述169 |g<1n
6.5.4设计实现171 [ lZo'o
参考文献178 UQ6UZd37
6.6基于MATLAB的相关识别178
AoB~ZWq
6.6.1设计目的178 gZ% wm Y
6.6.2设计任务及要求178 #U45;idp
6.6.3设计原理概述178 os6p1"_\f
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 R|aA6} /I
参考文献183 :U)>um34e
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 vFz%#zk>
6.7.1设计目的183 '{=dEEi
6.7.2设计任务及要求183 jY>|>]4X
6.7.3设计原理概述183 +]Ca_`
6.7.4设计实现185 !R *%F
参考文献187 "^E/N},%u5
6.8基于MATLAB的激光束合成187 6(Za}H
6.8.1设计目的187 +p6cG\Gp
6.8.2设计任务及要求188 EH))%LY1y
6.8.3设计原理概述188 k$
k /U
6.8.4设计实现188 B;Pws$J
参考文献193 #U45H.Rz
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 Q- ( [3%
6.9.1设计目的194 F7$x5h@
6.9.2设计任务及要求194 jO
xH' 1I
6.9.3设计原理概述194 YI0 5?J}
6.9.4设计实现197 YT7,=k _
参考文献200 S h'>5z2
6.10基于MATLAB的人脸识别200 C@ +"d3
6.10.1设计目的200 <[ {Ty+
6.10.2设计任务及具体要求201 L4Ep7=
6.10.3基本原理概述201 wq &|V
6.10.4设计方案及验证201 lF-;h{
6.10.5结论208 !z@QoD
参考文献208
