《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。 >#y1(\e
《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。 75iudki
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。 S `& yVzv
Cd Ks+x&tZ
第一部分 语言篇 !1mAq+q!
第1章MATLAB语言概述3 4{h^O@*g
1.1MATLAB简介3 c qp^**s
1.1.1MATLAB的发展历程3 rIX 40,`
1.1.2MATLAB的主要特点3 4'.] -u
1.2MATLAB的系统组成4 jX,A.
1.2.1MATLAB开发环境4 MfraTUxIo/
1.2.2MATLAB数学函数库5 Uv(}x 7e)
1.2.3MATLAB语言5 PiLLUyQx
1.2.4MATLAB图形处理系统5 G+ WCE*
1.2.5MATLAB程序接口5 D >kkA|>
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 nyZ?m
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 D=)qd@,K
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 qc 3?Aplj
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 I#xhmsF
1.4.1菜单和工具栏9 *7qa]i^]
1.4.2命令行窗口10 _k5$.f:Yj<
1.4.3工作区11 xOZvQ\%
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 7o-}86x#
1.5.1帮助窗口11 wKJK!P
1.5.2帮助命令12 ]0pI6"
1.5.3演示系统（Demos）13 qz 29f
1.5.4帮助系统导航浏览器13 akQb%Wq
1.5.5远程帮助系统14 \\/
!I
1.6MATLAB的基本操作命令14 hP/uS%X
1.6.1通用命令和编辑键14 R=W$3Ue~,
1.6.2文件管理15 z.W1Za
1.7MATLAB使用初步16 vIFx'S~D
习题16 >P6U0
第2章MATLAB的基本语法17 x!onan
2.1数据类型17 th=45y"C
2.1.1数值类型17 UHDcheeRD
2.1.2字符串17 '=IuwCB|;
2.1.3逻辑类型19 xH-} <7
2.1.4元胞数组20 "?YpF2pD
2.1.5构架数组21 "H{#ib_c_
2.1.6函数句柄（function）21 ;8gODj:dO
2.2变量22 w$Mb+b$
2.2.1变量命名的规则22 P2)g%$ME
2.2.2变量的赋值22 %; ` 3I$
2.2.3MATLAB变量的显示23 5JZZvc$au
2.2.4MATLAB变量的存取24 94XRf"^
2.3数组及向量运算24 }Z`@Z'
2.3.1数组和向量的创建24 =Po Pp
2.3.2数组的寻址27 RHq r-%
2.3.3数组的运算27 bre6SP@
2.3.4向量运算29 EKT"pL-EY
2.4矩阵及其运算30 :wJ!rn,4
2.4.1矩阵的创建30 &J=x[{R
2.4.2矩阵的运算31 98WJ"f_ #
2.4.3矩阵的常用函数运算33 =k+i5:@]
2.5多项式及其运算34 ,0$b8lb;x/
2.5.1多项式的构造34 UOI Z8Po
2.5.2多项式的运算34 qxD<mZ@-R0
2.5.3多项式拟合36 QpifO
2.6符号运算37 Zn'y"@%t[
2.6.1基本符号对象37 & l~=c2
2.6.2符号表达式38 OZh+x`' #
2.6.3符号表达式的运算38 m$$9 8N
2.6.4常用的符号运算39 CY9`HQ1
2.7MATLAB绘图40 J~G"D-l<9/
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 1x|/z,
2.7.2二维绘图41 i)e)FhEY6
2.7.3图形修饰43 fGLOXb sA
2.7.4三维绘图46 ;Y16I#?;Kh
2.7.5特殊图形48 nzu
3BVv
2.7.6四维图形50 2qkC{klC^M
2.8MATLAB程序设计51 ,<- a 6
2.8.1M文件编辑器51 j8p'B-yS
2.8.2命令文件53 Bb/aeLv
2.8.3函数文件53 6d/b*,4[
2.8.4M文件的规则54 [h2V9>4:
2.8.5全局变量与局部变量54 %K]nX#.B&
2.8.6程序流控制55 FdJC@Y-#uA
2.8.7程序设计举例58 ?)5M3 lV3k
2.8.8程序设计的基本原则60 |m7`:~ow
习题60 RwwX;I"o%
参考文献62 Qod2m$>wp}
QfM*K.7Sl
第二部分 应用篇 E0S[TEDa]
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ]#
T9v06w
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 ) uyh
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 Wkv **X}
3.1.2电矢量垂直入射面66 I!Za2?
3.1.3菲涅耳公式66 IN]bA d8"
3.2光的干涉68 )O%lh
8fI
3.2.1波的叠加原理68 |wj/lX7y
3.2.2光波的干涉71 ]R{=|
3.2.3杨氏干涉实验71 JGD{cr[S
3.2.4牛顿环74 Jq`fD~(7
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 am05>c9
3.3光的衍射79 (;h] 'I@
3.3.1光的衍射现象79 j|(bDa4\
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 "$8<\k$LGT
3.3.3光栅衍射83 3B "rI
3.4光的偏振84 LGCL*Qbsg
3.4.1光波的偏振态84 .< vg[
3.4.2光波的偏振态的仿真85 T }] Ao
3.5平行光束通过透镜聚焦87 @]#+`pZ4A
3.5.1平凸透镜光线追迹87 h?YjG^'9
参考文献90 iVu+ct-iv
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 l7J_s?!j
4.1信息光学函数91 [I4FU7mpH
4.1.1矩形函数91 %d T%r=%Y
4.1.2阶跃函数93 0I?3@Nz6
4.1.3符号函数94 UmgLH Cz
4.1.4sinc函数94 NV-9C$<n2!
4.1.5高斯函数95 Tz L40="F
4.2傅里叶变换97 ::T<de 7
4.3卷积定理99 =3SL&
:8
4.4傅里叶透镜的仿真101 Yhw* `"X
4.5计算全息103 c[y=K)<Z
4.5.1全息透镜103 |P JW2PN
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 )Y&De) =
参考文献107 JcVq%~ {M
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 $=m17G D
5.1图像及数字图像简介108 JN KZ' 9
5.1.1索引图像108 kyo ,yD
5.1.2RGB图像109 Z%OS W
5.1.3二值图像109 C aJD*
5.1.4灰度图像109 2aj e$w-
5.2数字图像的读取、显示及输出110 WNYLQ=;
5.2.1图像的读取110 \+AH>I;vO
5.2.2图像的显示110 l *:p==
5.2.3图像的输出112
610k#$
5.2.4添加颜色条112 49 zp@a
5.3图像类型的转化113 +li^0+3-'
5.3.1dither函数113 i RVLo~
5.3.2gray2ind函数114 1aT$07G0
5.3.3im2bw函数115 gq@."wHU
5.3.4rgb2gray函数116 6~/H#8Kdn
5.3.5rgb2ind函数116 U; q)01
5.4图像的代数操作117 X*yl% V
5.4.1图像的相加117 #dfW 1@m
5.4.2图像的相减119 GQZUC\cB
5.4.3图像的相乘121 u ?Xku8 1l
5.4.4图像的相除121 x/S% NySG
5.5图像的对比度增强123 5#F+-9r
5.5.1线性变换123 ha),N<'
5.5.2非线性变换123 _/=ZkI5
5.6图像的锐化124 0 Yj y
5.6.1边界提取和锐化124 ,RHHNTB("
5.6.2锐化滤波器125 sq^"bLw
5.7图像的边缘检测127 QE}@|H9xs
5.7.1边缘检测算子127 O9y Q9sl
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 o <'gM]$
5.8基于灰度的图像分割131 X>6a@$Mx P
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Vi|jkyC8
5.9.1膨胀和腐蚀134 .e AC!R
5.9.2结构元素134 *3K"Kc2
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Mww]l[1'EL
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 D/Wuan?yPN
参考文献136 +J4t0x
u~k wNN9t3
第三部分 实例篇 o|W? a#_\
第6章课程设计综合实例139 ~z}au"k
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139
rh_({rvQ
6.1.1设计目的139 "J1ar.li
6.1.2设计任务及具体要求139 >`uS NY"tO
6.1.3基本原理概述139 8#Z5-",iw
6.1.4设计方案及验证140 Dn3~8
参考文献148 N
[u
Xo
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 Uk2q,2
6.2.1设计目的148 XL3h ; $,
6.2.2设计任务及要求148 Td
>k \<
6.2.3设计原理概述149 "p{ '984r<
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Em;b,x*U
参考文献154 -DnK )u\@
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 @^%_ir(
6.3.1设计目的154 ,')bO*N g
6.3.2设计任务及要求155 dL`
+ ^E>
6.3.3设计原理概述155 J4g;~#_19
6.3.4MATLAB仿真实现155 jQ)>XOok
参考文献160 bZXNo
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 dE]"^O#Mc
6.4.1设计目的161 ,Tl5@RN
6.4.2设计任务及要求161 GvOA s-$
6.4.3设计原理概述161 eNFUjDm
6.4.4设计实现163 \ c&)8.r
参考文献169 }j1Zk4}[x
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 0Y 2^}u@5
6.5.1设计目的169 !y `e,(E
6.5.2设计任务及要求169 '[8b0\
6.5.3设计原理概述169 )''wu\7A)'
6.5.4设计实现171 '>Y
2lqa
参考文献178 B,833Azi
6.6基于MATLAB的相关识别178 HJR<d&l;p
6.6.1设计目的178 cv A\C _
6.6.2设计任务及要求178 ..!-)q'?
6.6.3设计原理概述178 )<F\IM
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ~,68S^nP)H
参考文献183 B7MW" y
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 Z D%_PgiT
6.7.1设计目的183 1>VS/H`
6.7.2设计任务及要求183 0 Zh
_Q
6.7.3设计原理概述183 Y0\\(0j6 4
6.7.4设计实现185 Td1ba ^J
参考文献187 &2=KQ\HO
6.8基于MATLAB的激光束合成187 #cG479X"
6.8.1设计目的187 !(K{*7|h
6.8.2设计任务及要求188 ;-GzGDc~0
6.8.3设计原理概述188 5I1J)K;
6.8.4设计实现188 _ D9@<+MS*
参考文献193 Q'% o;z*
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ('q vYQ
6.9.1设计目的194 uO(gu A,C
6.9.2设计任务及要求194 _|B&v
6.9.3设计原理概述194 bxSKe6l
6.9.4设计实现197 7&1~ O#
参考文献200 aSkx#mV
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Cw&D}
6.10.1设计目的200 i: M*L< +
6.10.2设计任务及具体要求201 UX`DZb +^
6.10.3基本原理概述201 4F,Ql"ae(
6.10.4设计方案及验证201 pEj^ x[b`^
6.10.5结论208 S<!_
u q
参考文献208
