《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。 o\fPZ`p-m~
《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。 gLlA'` !
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。 9%riB/vkrF
?QtM|e
第一部分 语言篇 5UX- Qqr
第1章MATLAB语言概述3 <- R%
1.1MATLAB简介3 A,c_ME+DVB
1.1.1MATLAB的发展历程3 -![{Zb@
1.1.2MATLAB的主要特点3 U*XdFH}vV
1.2MATLAB的系统组成4 VBW ] [f
1.2.1MATLAB开发环境4 r]Lj@0F>8
1.2.2MATLAB数学函数库5 iH>b"H >
1.2.3MATLAB语言5 h!tg+9 %
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ] #7baZ
1.2.5MATLAB程序接口5 y,`q6(&
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 XW+-E^d
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 :*-O;Yw?S@
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 >f D%lq;
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 }H/94]~tH
1.4.1菜单和工具栏9 =6N=5JePB
1.4.2命令行窗口10 "B9zQ,[Q
1.4.3工作区11 rddn"~lm1
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 @6-3D/=
1.5.1帮助窗口11 6U,:J'5gP
1.5.2帮助命令12 6=x]20
1.5.3演示系统（Demos）13 M
#%V%<
1.5.4帮助系统导航浏览器13 0* j \i@
1.5.5远程帮助系统14 [q^pMH#U"
1.6MATLAB的基本操作命令14 nN>Uh T
1.6.1通用命令和编辑键14 Z/:W.*u
1.6.2文件管理15 (l/ i#
1.7MATLAB使用初步16 \*pS 4vy5x
习题16 QaXdO=3
第2章MATLAB的基本语法17 3%u: c]-wF
2.1数据类型17 >b~Q%{1
2.1.1数值类型17 Np;tpq~
2.1.2字符串17 a, `B.I
2.1.3逻辑类型19 `:2np{
2.1.4元胞数组20 mA #^Pv*
2.1.5构架数组21 swMR+F#u*
2.1.6函数句柄（function）21 |1Nz8Vr.
2.2变量22 gL1r"&^L
2.2.1变量命名的规则22 \2Kl]G(w%y
2.2.2变量的赋值22 yK mHTjX=
2.2.3MATLAB变量的显示23 GT3}'`f B
2.2.4MATLAB变量的存取24 tq*{Hil>P`
2.3数组及向量运算24 i6i;{\tc
2.3.1数组和向量的创建24 R5 EC/@
2.3.2数组的寻址27 [p )2!]y
2.3.3数组的运算27 VotI5O $
2.3.4向量运算29 :]* =f].
2.4矩阵及其运算30 YP{mzGdE&
2.4.1矩阵的创建30 s yb$%
2.4.2矩阵的运算31 dhuIVBp!!e
2.4.3矩阵的常用函数运算33 f%REN3=5K
2.5多项式及其运算34 =4Jg6JKYg
2.5.1多项式的构造34 SQk5S P
2.5.2多项式的运算34 ^ SS9BQ*m
2.5.3多项式拟合36 zeH=py[n
2.6符号运算37 t 2q WB[r
2.6.1基本符号对象37 2 xi@5;!
2.6.2符号表达式38 1+-F3ROP
2.6.3符号表达式的运算38 8
;=?Lw ?
2.6.4常用的符号运算39 x
o7 2JJ
2.7MATLAB绘图40 b+BX >$
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 U"Z % _[*
2.7.2二维绘图41 ]`}EOS-Q
2.7.3图形修饰43 | D8c=c%
2.7.4三维绘图46 4 Q\~l(
2.7.5特殊图形48 be.Kx< I
2.7.6四维图形50 =I+5sCF{g
2.8MATLAB程序设计51 CS"p3$7,
2.8.1M文件编辑器51 /ZSdY_%s
2.8.2命令文件53 ry4:i4/[
2.8.3函数文件53 +jp^
2.8.4M文件的规则54 y{nX 6
2.8.5全局变量与局部变量54 >k
u7{1)
2.8.6程序流控制55 MO79FNH2\
2.8.7程序设计举例58 "~IGE3{
2.8.8程序设计的基本原则60 U9R pHh`
习题60 yF^)H{yx
参考文献62 -} +PE 4fh
V F9-&HuC
第二部分 应用篇 ' 9 <APUyu
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 bvo
}b-]E
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 zrur-i$N+
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 iLFhm4.PO
3.1.2电矢量垂直入射面66 r}t%DH
3.1.3菲涅耳公式66 a#,lf9M
3.2光的干涉68 7 JP.c@s
3.2.1波的叠加原理68 6r)qM )97
3.2.2光波的干涉71 q5~fU$ ,
3.2.3杨氏干涉实验71 }5ONDg(I~
3.2.4牛顿环74 m*TJ@gI*t
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 i)d'l<RA
3.3光的衍射79 C#.d
sl
3.3.1光的衍射现象79 71Mk!E=1
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 eadY(-4|I-
3.3.3光栅衍射83 BP@Lhii
3.4光的偏振84 v>m r
3.4.1光波的偏振态84 bC]GL$ph9*
3.4.2光波的偏振态的仿真85 qd?k#Gw&
3.5平行光束通过透镜聚焦87 4_?*@L1
3.5.1平凸透镜光线追迹87 <' b%
参考文献90 $RV'DQO
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ZlYb8+rW
4.1信息光学函数91
*:V"C\`^n
4.1.1矩形函数91 lD)QB!*v
4.1.2阶跃函数93 ' =m ?l
4.1.3符号函数94 Z9 tjo1X
4.1.4sinc函数94 |Ok1E
4.1.5高斯函数95 T WgI-xB
4.2傅里叶变换97 [a1}r=6~
4.3卷积定理99 \9d C z;
4.4傅里叶透镜的仿真101 ?QCHkhU
4.5计算全息103 :. a}pgh
4.5.1全息透镜103 :ug j+
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 o@G
<[X|ke
参考文献107 'B4j= K*
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 X2p9 K C
5.1图像及数字图像简介108 %y;Cgo[
5.1.1索引图像108 1PJ8O|Z t8
5.1.2RGB图像109 KcX] g*wy
5.1.3二值图像109 ~4+=C\r
5.1.4灰度图像109 c>RS ~ /Y
5.2数字图像的读取、显示及输出110 n,NKJt
5.2.1图像的读取110 iw^(3FcP@C
5.2.2图像的显示110 |^E# cI
5.2.3图像的输出112 A?*_14&
5.2.4添加颜色条112 i<nUp1r(
5.3图像类型的转化113 3?GEXO&,E
5.3.1dither函数113 Af>Ho"i
5.3.2gray2ind函数114 ~;0J 4hR
5.3.3im2bw函数115 c B9`U4<
5.3.4rgb2gray函数116 }x1*4+Y1
5.3.5rgb2ind函数116 HLcK d`$/
5.4图像的代数操作117 {!hA^[}|
5.4.1图像的相加117 n.$wW
=
5.4.2图像的相减119 9L'R;H?L
5.4.3图像的相乘121 wA<#E6^ vG
5.4.4图像的相除121 lvz&7Z b
5.5图像的对比度增强123 v1Lu.JQC$
5.5.1线性变换123 Iz\I Qa
5.5.2非线性变换123 85 tQHm6j
5.6图像的锐化124 X} v]iX
5.6.1边界提取和锐化124 RHGs(d7-
5.6.2锐化滤波器125 %vO b"K$X
5.7图像的边缘检测127 Dh|8$(Jt
5.7.1边缘检测算子127 ApYri|^r
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 :n&n"`D~
5.8基于灰度的图像分割131 n1xN:A
5.9图像的膨胀与腐蚀134 L{\au5-4
5.9.1膨胀和腐蚀134 @^$Xy< x
5.9.2结构元素134 *a7&v3X
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 S 5Q$dAL
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 tc@([XqH
参考文献136 ^\uj&K6l
t F<|Eja *
第三部分 实例篇 S&@uY#_(*T
第6章课程设计综合实例139
Z\d7dbv
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 8ctUK|
6.1.1设计目的139 DM%4 V|F"
6.1.2设计任务及具体要求139 nkp!kqJ09
6.1.3基本原理概述139 L+PrV y
6.1.4设计方案及验证140 )0P>o]fWI
参考文献148 i!30f^9D-S
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 L
s=2!
6.2.1设计目的148 F.b;O :
6.2.2设计任务及要求148 1B;sSp.>
6.2.3设计原理概述149 z Uqt^_
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 EF?@f{YY$n
参考文献154 8#w}wGV*
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 m1X0stFRs"
6.3.1设计目的154 \KmjA )(
6.3.2设计任务及要求155 /u
}AgIb
6.3.3设计原理概述155 n; 0bVVMV
6.3.4MATLAB仿真实现155 2!/_Xh
参考文献160 J}qk:xGL
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 tdn[]|=
6.4.1设计目的161 >`a )gky%~
6.4.2设计任务及要求161 y8Bi5Ae,+1
6.4.3设计原理概述161 Oc;0*v[I
6.4.4设计实现163 8 Vj]whE
参考文献169 *BYSfcX6
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ~\c]!%)o
6.5.1设计目的169 K4i#:7r'b
6.5.2设计任务及要求169 ) w.cCDL c
6.5.3设计原理概述169 7CzZHkTg
6.5.4设计实现171 SxYX`NQ
参考文献178 *s/sF@8<X
6.6基于MATLAB的相关识别178 AAkdwo
6.6.1设计目的178 zm}4=Kz}
6.6.2设计任务及要求178 ip4:px-
6.6.3设计原理概述178 >+=)Q,|R
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 R/M:~h~F!
参考文献183 <D4.kM
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 +d6/*}ht
6.7.1设计目的183
AA9OElCa
6.7.2设计任务及要求183 Ud0%O
6.7.3设计原理概述183 UK2Y<\vD
6.7.4设计实现185 ` !HGM>
参考文献187 %b2.JGBqJ
6.8基于MATLAB的激光束合成187 qx<`Kc4
6.8.1设计目的187 t$8f:*6(*
6.8.2设计任务及要求188 *usfJ-
6.8.3设计原理概述188 [1'`KJ]
6.8.4设计实现188 pr.Vfb
参考文献193 2 As 4}
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ]`&EB~K&NY
6.9.1设计目的194 eP-q[U?$n
6.9.2设计任务及要求194 !m rB+<:
6.9.3设计原理概述194 3uCC _Am
6.9.4设计实现197 iLn)Z0<\o
参考文献200 ;uNcrv0J
6.10基于MATLAB的人脸识别200 eMVfv=&L<3
6.10.1设计目的200 L@w|2
6.10.2设计任务及具体要求201 ;"\e
aKl
6.10.3基本原理概述201 WS@b3zzN
6.10.4设计方案及验证201 'M Pt K
6.10.5结论208 ^ q @.yL
参考文献208
