《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。 ;op'V6iG
《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。 K+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。 bAdAp W
:=B[ y D!
第一部分 语言篇 zXDd,ltm
第1章MATLAB语言概述3 R=DPeUy;
1.1MATLAB简介3 O^D c&w
1.1.1MATLAB的发展历程3 t"#lnG!G
1.1.2MATLAB的主要特点3 }W)Mwu'W
1.2MATLAB的系统组成4 v,@E}F~-f1
1.2.1MATLAB开发环境4 EXH!glR[$
1.2.2MATLAB数学函数库5 'NRN_c9
1.2.3MATLAB语言5 >R) F}
1.2.4MATLAB图形处理系统5 EsNk<Ra
1.2.5MATLAB程序接口5 f>b!-|
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 <y'qo8oqF
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 >pJ6{I p
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 fLc!Sn.Y
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 &?fvt
1.4.1菜单和工具栏9 *%]+sU
1.4.2命令行窗口10 A1Ibx|K
1.4.3工作区11 ~ |J*E38
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 GZ}*r{
1.5.1帮助窗口11 T[mw}%3<v
1.5.2帮助命令12 -y9 Pn>~V
1.5.3演示系统（Demos）13 +,:nm_kQU
1.5.4帮助系统导航浏览器13 FK?m S>G6
1.5.5远程帮助系统14 {[rO2<MkA#
1.6MATLAB的基本操作命令14 eF*TLI<[^I
1.6.1通用命令和编辑键14 YGi/]^Nba
1.6.2文件管理15 G<Th<JF)Q
1.7MATLAB使用初步16 ejDCmD
习题16 6qY\7R2+
第2章MATLAB的基本语法17 s-Q7 uohK
2.1数据类型17 8dY k 3 sk
2.1.1数值类型17 / N* H E
2.1.2字符串17 jw2_!D
2.1.3逻辑类型19 2"B }}
2.1.4元胞数组20 c4S>_qH
2.1.5构架数组21 R'jUS7]Y
2.1.6函数句柄（function）21 kwDj K"
2.2变量22 Gl d H SCy
2.2.1变量命名的规则22 Uv#>d}P
2.2.2变量的赋值22 zLE>kK
2.2.3MATLAB变量的显示23 0]/,m4a#n
2.2.4MATLAB变量的存取24 uVoF <={
2.3数组及向量运算24 m[//_TFf]
2.3.1数组和向量的创建24 s ,{ RP0|
2.3.2数组的寻址27 z|taa;iM
2.3.3数组的运算27 iDyMWlV
2.3.4向量运算29 ?*(r1grHl
2.4矩阵及其运算30 "Yc^Nc
2.4.1矩阵的创建30 mRg ,A\
2.4.2矩阵的运算31 >;T$#LZ
2.4.3矩阵的常用函数运算33 .eZPp~[lAN
2.5多项式及其运算34 p =#'B*'w
2.5.1多项式的构造34 &/z+A{Hi
2.5.2多项式的运算34 g]oc(RM
2.5.3多项式拟合36 /gMa" 5?,
2.6符号运算37 .rD#1)O
2.6.1基本符号对象37 W o<PmSt9i
2.6.2符号表达式38 ?[a7l:3-[
2.6.3符号表达式的运算38 `!5tH?bX
2.6.4常用的符号运算39 8YT_DM5iI
2.7MATLAB绘图40 'b?#4rq}
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Cw9@2E'b
2.7.2二维绘图41 uyS^W'fF
2.7.3图形修饰43 %B*<BgJ;4F
2.7.4三维绘图46 6&/ Ew4 e
2.7.5特殊图形48 ~_/<PIm
2.7.6四维图形50 vfk 7J5y
2.8MATLAB程序设计51 2Mv)0%,c
2.8.1M文件编辑器51 XSL
t;zL:
2.8.2命令文件53 [<@A8 Q5,y
2.8.3函数文件53 P |!/mu]
2.8.4M文件的规则54 Q8M:7#ySji
2.8.5全局变量与局部变量54 rTm>8et
2.8.6程序流控制55 ePPp )=
2.8.7程序设计举例58 Q
KDb
2.8.8程序设计的基本原则60 "` 8H:y
习题60 cN[ q)ts
参考文献62 r7wx?{~ 28
Sl+jduc
第二部分 应用篇 ;OT#V,}r
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 D!OG307P
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 !)l%EJ ngL
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 t2!$IHE:
3.1.2电矢量垂直入射面66 +0JH"L5!
3.1.3菲涅耳公式66 o q'J*6r
3.2光的干涉68 b'Piymx
3.2.1波的叠加原理68 leX7(Y;!a7
3.2.2光波的干涉71 ~8n ~4
3.2.3杨氏干涉实验71 f6aT[Nw<
3.2.4牛顿环74 o to
wvm
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 MU^xu &MB
3.3光的衍射79 y [ rB"
3.3.1光的衍射现象79 nfCd*f
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 4BUK5) B
3.3.3光栅衍射83 }fa%JN %E
3.4光的偏振84 Cs~\FI1wR
3.4.1光波的偏振态84 h9)]N&07b
3.4.2光波的偏振态的仿真85 LYxlo<f
3.5平行光束通过透镜聚焦87 VUg~[
3.5.1平凸透镜光线追迹87 "*H'bz K
参考文献90 V~gUMu4ot
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 t" Vr;0!{
4.1信息光学函数91 wYS
KtG~/S
4.1.1矩形函数91 K:lT- *+S
4.1.2阶跃函数93 Y&cjJ`rw
4.1.3符号函数94 #mz,HK0|aC
4.1.4sinc函数94 Zia|`}peW
4.1.5高斯函数95 b\e)PUm#u@
4.2傅里叶变换97 XQg%*Rw+t
4.3卷积定理99 {bq-: CZe
4.4傅里叶透镜的仿真101 >TJKH^7n
4.5计算全息103 =ty@ xHr
4.5.1全息透镜103 S tp*JU
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 Vl QwVe
参考文献107 BBuY O$p
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 KohQ6q
5.1图像及数字图像简介108 %>*0.)wG
5.1.1索引图像108 I5<#SW\a?
5.1.2RGB图像109 D*2p
5.1.3二值图像109 LZAj4|~,m
5.1.4灰度图像109 77bZ
5.2数字图像的读取、显示及输出110 /j5-
"<;.
5.2.1图像的读取110 @x>$_:]
5.2.2图像的显示110 Q17o5##x7
5.2.3图像的输出112 576-X _a,
5.2.4添加颜色条112 Xe^=(| M
5.3图像类型的转化113 VA&OI;=ri
5.3.1dither函数113 FO nA;5Aa
5.3.2gray2ind函数114 a^)4q\E
5.3.3im2bw函数115 CR|&V xA
5.3.4rgb2gray函数116 ?}>Z_ ("
5.3.5rgb2ind函数116 \5pAG
mgD
5.4图像的代数操作117 < $?}^
0R
5.4.1图像的相加117 $}"Wta
5.4.2图像的相减119 =A&*SE o5
5.4.3图像的相乘121 Hn'2 'Vu
5.4.4图像的相除121 @ke})0 `5
5.5图像的对比度增强123 uJ5%JB("E
5.5.1线性变换123 r+. 4|u
5.5.2非线性变换123 1AEVZ@(j7
5.6图像的锐化124 a D3F!Sn
5.6.1边界提取和锐化124
F3r
5.6.2锐化滤波器125 [ BC%$ Sj
5.7图像的边缘检测127 7(+ZfY~w"
5.7.1边缘检测算子127 N(/<qv
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 4a50w:Jy]
5.8基于灰度的图像分割131 u|*| RuY
5.9图像的膨胀与腐蚀134 C-b% PgA
5.9.1膨胀和腐蚀134 ~ z&A
5.9.2结构元素134 Am` A[rV0
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 N~<}\0
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ?)QBJ9F
参考文献136 b 0x0CMf
W%Nu]9T
第三部分 实例篇 V +<AG*[
第6章课程设计综合实例139 *SG2k .$
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 b2-|e_x
6.1.1设计目的139 v2X0Px_
6.1.2设计任务及具体要求139 8!`.%)- 4
6.1.3基本原理概述139 eeTaF!W
6.1.4设计方案及验证140 1?$ !y
参考文献148 Dj&bHC5%
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 csA.3|rv
6.2.1设计目的148 dX}dO)%m{
6.2.2设计任务及要求148 <>/MKMq!
6.2.3设计原理概述149 g<tTZD\g
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 KK3xz*W 0
参考文献154 pXEVI6 }
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 =WR U<`\
6.3.1设计目的154 u,9U0ua@;
6.3.2设计任务及要求155 /;m!>{({)
6.3.3设计原理概述155 rd~W.b_b
6.3.4MATLAB仿真实现155 !td.ks0
参考文献160
{h+E&u[zL
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 l0 :xQ V`
6.4.1设计目的161 wyEgm:V t
6.4.2设计任务及要求161 M\ 4;d #
6.4.3设计原理概述161 }ucg!i3C
6.4.4设计实现163 Jm,X~Si
参考文献169 84\o7@$#
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 3 t6' 5{
6.5.1设计目的169 qinQ5 t
6.5.2设计任务及要求169 'ZgW ~G]S
6.5.3设计原理概述169 7%}}m&A7h
6.5.4设计实现171 qfe%\krN{i
参考文献178 3;gtuqwD$
6.6基于MATLAB的相关识别178 U4pvQE.m<
6.6.1设计目的178 J%B?YO,
6.6.2设计任务及要求178 = +\ oL!^
6.6.3设计原理概述178 l:/V%{sx
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 B y8Tw;aL
参考文献183 +Z0E?,Oz
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 {oeQK
6.7.1设计目的183 $466?
oI
6.7.2设计任务及要求183 .]l2)OlLQ
6.7.3设计原理概述183 D 4-U[l+K>
6.7.4设计实现185 B\w` )c
参考文献187 yKhzymS}T
6.8基于MATLAB的激光束合成187 }=4".V`-o
6.8.1设计目的187 64s;6=
6.8.2设计任务及要求188 9}_f\B s
6.8.3设计原理概述188 )fr\ V."
6.8.4设计实现188 \~1+ T
参考文献193 bv];Gk*Z-
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 \./2Qc,
6.9.1设计目的194 \Nyxi7
6.9.2设计任务及要求194 _ 9
O'
6.9.3设计原理概述194 I2Rp=L:z5
6.9.4设计实现197 <a3XV
参考文献200 Y>~zt -
6.10基于MATLAB的人脸识别200 4(ZV\}j1
6.10.1设计目的200 Im#$iPIvT
6.10.2设计任务及具体要求201 "VCr^'
6.10.3基本原理概述201 Z:Am \7 I
6.10.4设计方案及验证201 <3Cr CEPC
6.10.5结论208 je% 12DM
参考文献208
