《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。 *6(kbe s
《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。 g R
nOd
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。 4Z|vnj)Z
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第一部分 语言篇 r\;ut4 wy
第1章MATLAB语言概述3 @AYRiOodi
1.1MATLAB简介3 ^fz+41lE\
1.1.1MATLAB的发展历程3 H~ u[3LQz
1.1.2MATLAB的主要特点3 @]bPVG?d
1.2MATLAB的系统组成4 :NJ(r(QG>
1.2.1MATLAB开发环境4 ?bw4 ~
1.2.2MATLAB数学函数库5 cwV]!=RtO
1.2.3MATLAB语言5 r]ShZBAbYp
1.2.4MATLAB图形处理系统5 kF>o .u SV
1.2.5MATLAB程序接口5 3Tq\BZ
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 P9T5L<5
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 S>.F_Jl
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ,C {*s$
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 %7g:} O$
1.4.1菜单和工具栏9 fh^lO ^
1.4.2命令行窗口10 rxme(9M
1.4.3工作区11 vy,&N^P
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 DQwGUF'(
1.5.1帮助窗口11 TE )gVE]
1.5.2帮助命令12 Y
wkyq>Rv
1.5.3演示系统（Demos）13 gT/@dVV
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ud fe
1.5.5远程帮助系统14 BnRN;bu
1.6MATLAB的基本操作命令14 ~ 8aJ S,u
1.6.1通用命令和编辑键14 |j3'eW& =
1.6.2文件管理15 -YD+(c`l
1.7MATLAB使用初步16 L#)(H^[
习题16 _ pO `
第2章MATLAB的基本语法17 R}mn* h6
2.1数据类型17 g,:j/ v R
2.1.1数值类型17 4d:{HLX,
2.1.2字符串17 #.[AK_S5&
2.1.3逻辑类型19 76.{ 0 c
2.1.4元胞数组20 D#S\!>m
2.1.5构架数组21 ,
*qCf@$I
2.1.6函数句柄（function）21 Ap{}^
2.2变量22
Quf_'
2.2.1变量命名的规则22 & _5tqh
2.2.2变量的赋值22 4 g.
bR
2.2.3MATLAB变量的显示23 A8A ~!2V
2.2.4MATLAB变量的存取24 y0~Ia :y
2.3数组及向量运算24 #"fJa:IYG7
2.3.1数组和向量的创建24 {G*A.$-d
2.3.2数组的寻址27 09o~9 z0
2.3.3数组的运算27 VOsqJJ3
2.3.4向量运算29 a{Esw`
2.4矩阵及其运算30 ?[x49Ux,P
2.4.1矩阵的创建30 ;@h0qRXW:h
2.4.2矩阵的运算31 -G,^1AL>
2.4.3矩阵的常用函数运算33 aQ j*KMc
2.5多项式及其运算34 ,@z4I0cTi\
2.5.1多项式的构造34 T !W~n
ZC
2.5.2多项式的运算34 ^w ~23g.
2.5.3多项式拟合36 Nx#4W1B[`H
2.6符号运算37 ^[Cv26
2.6.1基本符号对象37 {2`=qt2
2.6.2符号表达式38 _ .i3,-l)
2.6.3符号表达式的运算38 VG L#!4wK
2.6.4常用的符号运算39 k#b u#YZk
2.7MATLAB绘图40 (J"T]-[
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 P\CDd=yWc
2.7.2二维绘图41 U= sh[W
2.7.3图形修饰43 :`) ~-`_
2.7.4三维绘图46 -)!> M>=s
2.7.5特殊图形48 :T 3/yd62N
2.7.6四维图形50 0:KE@ =
2.8MATLAB程序设计51 j<%])
2.8.1M文件编辑器51 Fyyg`J
2.8.2命令文件53 SvvUkQ#1w
2.8.3函数文件53 a'\By?V]
2.8.4M文件的规则54 n 3MWs );5
2.8.5全局变量与局部变量54 ;jK#[*y
2.8.6程序流控制55 m"c :"I6
2.8.7程序设计举例58 mmw^{MK!
2.8.8程序设计的基本原则60 1G~S |,8p
习题60 Q-rL$%~='
参考文献62 CBf7]n0H
K7I&sS^x
第二部分 应用篇 !e#xx]v3
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 q ^rl)
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 m xw dugr`
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 *p ? e.%nd
3.1.2电矢量垂直入射面66 !\[+99F#
3.1.3菲涅耳公式66 I>h<b _y
3.2光的干涉68 f]~c)P
Cs
3.2.1波的叠加原理68 uQL lA&I"
3.2.2光波的干涉71 ^C&+
~+
3.2.3杨氏干涉实验71 ?(KvQK|d4
3.2.4牛顿环74 (\puf+
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 RaSz>-3d
3.3光的衍射79 P];JKE%
3.3.1光的衍射现象79 0@1:M
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 f<y& \'3
3.3.3光栅衍射83 2=PBxDs;
3.4光的偏振84 TPO1 GF
3.4.1光波的偏振态84 ydWtvFu S
3.4.2光波的偏振态的仿真85 D
y6$J3 r
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ]6tkEyuq
3.5.1平凸透镜光线追迹87 \o3"~\|6C
参考文献90 +V v+K(lh$
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 P 2n2 Qt2
4.1信息光学函数91 d_ }a `H
4.1.1矩形函数91 sc`"P-J+vp
4.1.2阶跃函数93 ]8 U ~Iy
4.1.3符号函数94 9CUimZ
4.1.4sinc函数94 wCZO9sU:6=
4.1.5高斯函数95
yeD_j/
4.2傅里叶变换97 fUa g1 d
4.3卷积定理99 MB k"KF
4.4傅里叶透镜的仿真101 nN`"z3o
4.5计算全息103 7x. %hRk
4.5.1全息透镜103 @kngI7=E
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 r
-f
参考文献107 >3;^l/2c
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 h"QbA "
5.1图像及数字图像简介108 F N"rZW M
5.1.1索引图像108 nYv#4*
5.1.2RGB图像109 mp `PE=
5.1.3二值图像109 2?i\@r@E|
5.1.4灰度图像109 1q ~ LA[6
5.2数字图像的读取、显示及输出110 /rF8@ l
5.2.1图像的读取110 !awh*Xj6
5.2.2图像的显示110 {ctwo X[;
5.2.3图像的输出112 si/er"&o
5.2.4添加颜色条112 eFQ QW`J
5.3图像类型的转化113 l%"`{
5.3.1dither函数113 *)VAaGUX>
5.3.2gray2ind函数114 cV$lobqO
5.3.3im2bw函数115 i|2$8G3
5.3.4rgb2gray函数116 +!&$SNLh(
5.3.5rgb2ind函数116 |uha 38~
5.4图像的代数操作117 #0MK(Ut/
5.4.1图像的相加117 5]"BRn1*
5.4.2图像的相减119 2tr
:xi @
5.4.3图像的相乘121 +80 2`eax
5.4.4图像的相除121 QJ4AL3
^6
5.5图像的对比度增强123 gn5% F5W
5.5.1线性变换123 O.:I,D&]
5.5.2非线性变换123 eYP=T+
5.6图像的锐化124 j8 H Oc(
5.6.1边界提取和锐化124 .Vx|'-u
5.6.2锐化滤波器125 (-(*XNC
5.7图像的边缘检测127 NM L|"R;
5.7.1边缘检测算子127 }z'DWp=uN
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 cb+y9wA
5.8基于灰度的图像分割131 4]6 Qr
5.9图像的膨胀与腐蚀134 fcAIg(vW
5.9.1膨胀和腐蚀134 $v&C@l \
5.9.2结构元素134 *C_[jk@6
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ^pcRW44K
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g3rRhS
参考文献136 $Xt;A&l2?
S[U/qO)m
第三部分 实例篇 %_tk7x
第6章课程设计综合实例139 >~ &(P_<b
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 agY5Dg7
6.1.1设计目的139 N$'>XtO
6.1.2设计任务及具体要求139 %8Yyj{^!(
6.1.3基本原理概述139 P0#`anUr1
6.1.4设计方案及验证140 vv h.@f
参考文献148 ^gm>!-Gx
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 xKW"X
6.2.1设计目的148 "]<}Hy
6.2.2设计任务及要求148 _<u;4RO(s
6.2.3设计原理概述149 A9 n41,h
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 nO_!:6o".
参考文献154 =jUnM> 23
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 n#>5? W
6.3.1设计目的154 G7Ny" {Z
6.3.2设计任务及要求155 K`gc 4:A
6.3.3设计原理概述155 p"KV*D9b
6.3.4MATLAB仿真实现155 8*)4"rS
参考文献160 E._hg+
(Hi
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 ]^ !}*
6.4.1设计目的161 ;Id"n7W
6.4.2设计任务及要求161 a 2E t,WA%
6.4.3设计原理概述161 )d_U)b7i
6.4.4设计实现163 E!dp~RwZu
参考文献169 `$Kes;[X
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 \P@S"QO
6.5.1设计目的169 =AzOnXW:S
6.5.2设计任务及要求169 1 )Eq&ASB
6.5.3设计原理概述169 ^?sSx!:bZ
6.5.4设计实现171 gUb
"3g0
参考文献178 qz lER
6.6基于MATLAB的相关识别178 dgY5ccP
6.6.1设计目的178 Fva]*5
6.6.2设计任务及要求178 HqRCjD
6.6.3设计原理概述178 D8 wG!X
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 AgCs;k&IG
参考文献183 +Wd L
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 * 2%oZX F
6.7.1设计目的183 0/*X=5
6.7.2设计任务及要求183 85 Dm8~
6.7.3设计原理概述183 qu!<lW~c
6.7.4设计实现185 EGEMZCdk2
参考文献187 U 5clQiow
6.8基于MATLAB的激光束合成187 @aUZ#,(<
6.8.1设计目的187 D zE E:&*=
6.8.2设计任务及要求188 Uk|9@Auav
6.8.3设计原理概述188 }M="oN~w
6.8.4设计实现188 G
"c/a8
参考文献193 ME,duY/>Q
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 k lo^K9!
6.9.1设计目的194 W7T" d4
6.9.2设计任务及要求194 (Y >U6
6.9.3设计原理概述194 ?qI GQ/af&
6.9.4设计实现197 ',%5mF3j
参考文献200 lkyJ;}_**
6.10基于MATLAB的人脸识别200 %27G 2^1
6.10.1设计目的200 <@%ma2
6.10.2设计任务及具体要求201 .;j"+Ef
6.10.3基本原理概述201 zM)M_L
6.10.4设计方案及验证201 W >Kp\tD
6.10.5结论208 L% zuI& q
参考文献208
