《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。 ,v&(Y Od
《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。 o8vug$=Z
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。 4H<lm*! ^
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第一部分 语言篇 rXU\
第1章MATLAB语言概述3 K_-MYs.
1.1MATLAB简介3 as_PoCoss
1.1.1MATLAB的发展历程3 ~3 bPIg7D
1.1.2MATLAB的主要特点3 $tS}LN_!
1.2MATLAB的系统组成4 NgCvVWto
1.2.1MATLAB开发环境4 kS h( u
1.2.2MATLAB数学函数库5 +d;bjo 2
1.2.3MATLAB语言5 IaXeRq?<
1.2.4MATLAB图形处理系统5 N.{D$"
1.2.5MATLAB程序接口5 &8 x -o,
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 k@:%:Sj 2
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 O0y_Lm\
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8
} >X~
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ?I@W:#>o
1.4.1菜单和工具栏9 r0gJpttDl
1.4.2命令行窗口10 ?3xzd P
1.4.3工作区11 _ORvo{[:
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 VU d\QR -
1.5.1帮助窗口11 xF44M]i
1.5.2帮助命令12 &JI8]JmU)
1.5.3演示系统（Demos）13 _#h_:
1.5.4帮助系统导航浏览器13 1y4
1.5.5远程帮助系统14 7Rt9od<
)!
1.6MATLAB的基本操作命令14 k)Qtfj}uij
1.6.1通用命令和编辑键14 *`RkT c G
1.6.2文件管理15 Y.r+wc]
1.7MATLAB使用初步16 C 6AUNRpl
习题16 \;"=QmRD%:
第2章MATLAB的基本语法17 (*)hD(C5
2.1数据类型17 ox (%5c)b|
2.1.1数值类型17 %1$,Vs<RH
2.1.2字符串17 q%?in+l
2.1.3逻辑类型19 % - 0t?/>
2.1.4元胞数组20 ilx)*Y
2.1.5构架数组21 qm o9G
2.1.6函数句柄（function）21 q#=(e:aCb
2.2变量22 $H>W|9Kg,
2.2.1变量命名的规则22 l2P=R)@{
2.2.2变量的赋值22 'CkIz"Wd
2.2.3MATLAB变量的显示23 Gk /f Bs
2.2.4MATLAB变量的存取24 1HZO9cXJ
2.3数组及向量运算24 +&2%+[nBZ
2.3.1数组和向量的创建24 %Q dn
2.3.2数组的寻址27 [mGLcg6Fw
2.3.3数组的运算27 nK%LRcAs
2.3.4向量运算29 Da&]y
2.4矩阵及其运算30 3x'| ]Ns
2.4.1矩阵的创建30 5S--'=fu+
2.4.2矩阵的运算31 7Da`
2.4.3矩阵的常用函数运算33 RuVGG)
2.5多项式及其运算34 _8_R 1s
2.5.1多项式的构造34 b 7?hI
2.5.2多项式的运算34 Y\?"WGL)p
2.5.3多项式拟合36 C ={Y;C1
2.6符号运算37 P! #[mio
2.6.1基本符号对象37 BeoDKdAwY
2.6.2符号表达式38 l&Q`wR 5e
2.6.3符号表达式的运算38 Vt&2z)Zz
2.6.4常用的符号运算39 8&`L Ydzt
2.7MATLAB绘图40 i5Y b`Z[Y
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 #Kex vP&*
2.7.2二维绘图41 ~g ZLY ls
2.7.3图形修饰43 j yUCH*@
2.7.4三维绘图46 ]>nk" K!%
2.7.5特殊图形48 PKg@[<g43
2.7.6四维图形50 XG{zlOD+
2.8MATLAB程序设计51 54 R#W:t
2.8.1M文件编辑器51 Xg!{K3OS
2.8.2命令文件53 T&u5ki4NE
2.8.3函数文件53 xH"/ 1g
2.8.4M文件的规则54 "N bq#w\
2.8.5全局变量与局部变量54 fN^8{w/O
2.8.6程序流控制55 qL3;}R
2.8.7程序设计举例58 .jT#:_
2.8.8程序设计的基本原则60 !0 L Wa"
习题60 dufu|BL|}
参考文献62 e_ANUll1
c>:wd@w
第二部分 应用篇 3>`mI8 $t
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 .Una+Z
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 RF53J yt
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 9BBmw(M}
3.1.2电矢量垂直入射面66 ( !fKNia@S
3.1.3菲涅耳公式66 peuZ&yK+"
3.2光的干涉68 EPM-df!=
3.2.1波的叠加原理68 Y}|X|!0x
3.2.2光波的干涉71 F {4bo$~ >
3.2.3杨氏干涉实验71 tKx~1-
3.2.4牛顿环74 V>-e y9Q\
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 4` ]^ @"{
3.3光的衍射79 O#~yKqB
3.3.1光的衍射现象79 9YQb &
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ]u J"?k=
3.3.3光栅衍射83 ][h%U rV
3.4光的偏振84 < ?}-$
3.4.1光波的偏振态84 })8N5C+KU
3.4.2光波的偏振态的仿真85 =I ;ZMJR
3.5平行光束通过透镜聚焦87 zFw s:_ i
3.5.1平凸透镜光线追迹87 sF?TmBQ*
参考文献90 {e9@-
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 YPK(be_|I
4.1信息光学函数91 G m.T;fc:
4.1.1矩形函数91 L<-_1!wh
4.1.2阶跃函数93 l2rd9 -T
4.1.3符号函数94 u4F5h PO]
4.1.4sinc函数94 g:D>.lKd
4.1.5高斯函数95 a85$K$b>
4.2傅里叶变换97 Bsq P?/
4.3卷积定理99 vkd.)x`J,
4.4傅里叶透镜的仿真101 # 9}D4i.`}
4.5计算全息103 b v r^zH,C
4.5.1全息透镜103 FR4QUk
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ukfQ e }I
参考文献107 E +R1 !.
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108
+wvWwie
5.1图像及数字图像简介108 zrL$]Oy}x
5.1.1索引图像108 B p`]
5.1.2RGB图像109 kmsb hYM)
5.1.3二值图像109 A gg<tM{yB
5.1.4灰度图像109 aS{n8P6vW
5.2数字图像的读取、显示及输出110 AJ? r,!)
5.2.1图像的读取110 EZy)A$|
5.2.2图像的显示110 gk[aM~p
5.2.3图像的输出112 n E& @Q
5.2.4添加颜色条112 otl0J Ht*+
5.3图像类型的转化113 6?mibvK
5.3.1dither函数113 '4Ixqb+
5.3.2gray2ind函数114 ;R5 `"`
5.3.3im2bw函数115 }=UHbU.n~!
5.3.4rgb2gray函数116 W5lR0)~#*
5.3.5rgb2ind函数116 t ?ZI".>
5.4图像的代数操作117 M7a.8-!1
5.4.1图像的相加117 o ]` *M|
5.4.2图像的相减119 ,o{9 $H5{
5.4.3图像的相乘121 S)k*?dQ##R
5.4.4图像的相除121 ] =xE
5.5图像的对比度增强123 3yY}04[9<
5.5.1线性变换123 1i"WDu*h3
5.5.2非线性变换123 f/NH:1)y
5.6图像的锐化124 ?WUA`/[z
5.6.1边界提取和锐化124 tl4V7!U@^z
5.6.2锐化滤波器125 1onM j
5.7图像的边缘检测127 ^ f
&XQQY
5.7.1边缘检测算子127 :O?MSS;~
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 dh*ZKI ^@(
5.8基于灰度的图像分割131 2d(e:r h]
5.9图像的膨胀与腐蚀134 *vN-Vb^2i)
5.9.1膨胀和腐蚀134 |zNX=mAV
5.9.2结构元素134 ia~HQ$'+n
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 V>%rv' G8
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 %~JJ. &
参考文献136 +L| ?~p`V
G<8/F<m/
第三部分 实例篇 Gg3,:A_ w
第6章课程设计综合实例139 p2[n$61
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 dA`IEQJL
6.1.1设计目的139 Co_A/
6.1.2设计任务及具体要求139 BB $>h}
6.1.3基本原理概述139 d(x\^z
6.1.4设计方案及验证140 @* jz
o
参考文献148 i2U{GV<K-r
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 Y3 cMC)
6.2.1设计目的148 Mzw <{*:r
6.2.2设计任务及要求148 nQtWvT
6.2.3设计原理概述149 % 2/EaaR
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 qIE9$7*X
参考文献154 <8i//HOE
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 S6M}WR^,
6.3.1设计目的154 mPK:R^RjG&
6.3.2设计任务及要求155 eIEeb,#i
6.3.3设计原理概述155 E *6C w
l
6.3.4MATLAB仿真实现155 qI9z;_,gNz
参考文献160 v0+BkfU+p
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 S_4?K)n #
6.4.1设计目的161 (sTpmQx,b
6.4.2设计任务及要求161 UiP"Ixg6
6.4.3设计原理概述161 xJv m hN/c
6.4.4设计实现163 LTCb @L{^i
参考文献169 EHIF>@TZ
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Y%aCMP9j~9
6.5.1设计目的169 Jr!JHC9i
6.5.2设计任务及要求169 #ut
6.5.3设计原理概述169 1 ~*7 f>
6.5.4设计实现171 )Y0!~#
`
参考文献178 m%?pf2%I#
6.6基于MATLAB的相关识别178 0c]/ bs{}
6.6.1设计目的178 z}9(x.I
6.6.2设计任务及要求178 {n.PF8A5X
6.6.3设计原理概述178 k[YS8g-Q
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 "1* :JVG
参考文献183 r~8 $1"
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?V.cOR`6
6.7.1设计目的183 $am$ EU?s
6.7.2设计任务及要求183 :zbQD8 jv
6.7.3设计原理概述183 P [ck84F/
6.7.4设计实现185 f:w?pE
参考文献187 9(7-{,c
6.8基于MATLAB的激光束合成187 v`x.)S1
6.8.1设计目的187 _pG- qK
6.8.2设计任务及要求188 t+ G#{n
6.8.3设计原理概述188 mb3 "U"ohs
6.8.4设计实现188 IGQFtO/x
参考文献193 7#a-u<HF"
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 rJT a
6.9.1设计目的194 o4,6. 1}
6.9.2设计任务及要求194 D|p9qe5%
6.9.3设计原理概述194 M `M5'f
6.9.4设计实现197 1{. |+S Z!
参考文献200 EjR9JUu
6.10基于MATLAB的人脸识别200 n\D&!y[]F
6.10.1设计目的200 T!kN)#S
6.10.2设计任务及具体要求201 'ya{9EdlT
6.10.3基本原理概述201 lh7# t#
6.10.4设计方案及验证201 @ioJ] $o7
6.10.5结论208 g%I"U>!2
参考文献208
