《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。 !h~\YE)
《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。 dE~ns
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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。 3lqhjA
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第一部分 语言篇 TgLlmU*qMU
第1章MATLAB语言概述3 nEYJ?_55
1.1MATLAB简介3 |i I`p-L9
1.1.1MATLAB的发展历程3 xUU p ?]9y
1.1.2MATLAB的主要特点3 O1"!'Gk[!L
1.2MATLAB的系统组成4 mdd~B2 "el
1.2.1MATLAB开发环境4 &}ow-u9c3
1.2.2MATLAB数学函数库5 Nx"?'-3Hm
1.2.3MATLAB语言5 xN ]bRr
1.2.4MATLAB图形处理系统5 "Q( 8FF
1.2.5MATLAB程序接口5 P'+*d#*S
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 -JK +{<
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 J.*=7 zmw
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 %F7k| Na
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 %9K@`v-
1.4.1菜单和工具栏9 ScD9Ct*):C
1.4.2命令行窗口10 +q;^8d>
1.4.3工作区11 BeRn9[
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 )Z#7%, o
1.5.1帮助窗口11 0; 9 LIL5
1.5.2帮助命令12 AMr 9rB d
1.5.3演示系统（Demos）13 F&Gb[Q&a8
1.5.4帮助系统导航浏览器13 K(?7E6\vO
1.5.5远程帮助系统14 NNT9\JRv_
1.6MATLAB的基本操作命令14 z{ 8!3>:E
1.6.1通用命令和编辑键14 Kt-@a%O0
1.6.2文件管理15 ;AaF ;zPV
1.7MATLAB使用初步16 R *U>T$
习题16 31}6dg8?n
第2章MATLAB的基本语法17 9M6&+1XE
2.1数据类型17 g!8-yri
2.1.1数值类型17 A 6d+RAx
2.1.2字符串17 LakP'P6`E
2.1.3逻辑类型19 p=zjJ~DVd
2.1.4元胞数组20 ??F{Gli"C`
2.1.5构架数组21 `c icjA@~
2.1.6函数句柄（function）21 q&vr;f B2
2.2变量22 fu`oDi
2.2.1变量命名的规则22 o{qbbJBC
2.2.2变量的赋值22 5o,82 Kti
2.2.3MATLAB变量的显示23 @!S5FOXipZ
2.2.4MATLAB变量的存取24 /N $T[
2.3数组及向量运算24 $I.'7
&h;
2.3.1数组和向量的创建24 q nOAIP:0
2.3.2数组的寻址27 cj[y]2{1h
2.3.3数组的运算27 > 7n(* M
2.3.4向量运算29 uwbj`lpf
2.4矩阵及其运算30 j/s Z:Q
2.4.1矩阵的创建30 )XD_Yq@E
2.4.2矩阵的运算31 X/Ae-1!
2.4.3矩阵的常用函数运算33 O lP#|x*
2.5多项式及其运算34 [mm5?23g
2.5.1多项式的构造34 &0
@2JS/!
2.5.2多项式的运算34 PKP( :3|
2.5.3多项式拟合36 yEH30zSt
2.6符号运算37 5yry$w$G)
2.6.1基本符号对象37 $+tk BM
2.6.2符号表达式38 0j*8| {|
2.6.3符号表达式的运算38 8NLk`/
2.6.4常用的符号运算39 r A9"CN
2.7MATLAB绘图40 Agl[Z>Q
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 4u<oe_n
2.7.2二维绘图41 >Zr`9$i
2.7.3图形修饰43 C&Rv) j
2.7.4三维绘图46 !nTq"d%(W
2.7.5特殊图形48 +;vfn>^!b
2.7.6四维图形50 8 }-"&-X
2.8MATLAB程序设计51 6%)dsTAB
2.8.1M文件编辑器51 HH>]"mv
2.8.2命令文件53 Z
yIn>]{
2.8.3函数文件53 U:_&aY_
2.8.4M文件的规则54 I(C_}I>Wb
2.8.5全局变量与局部变量54 `S%p D.g,2
2.8.6程序流控制55 I &4|T<j
2.8.7程序设计举例58 Nl1& na)K}
2.8.8程序设计的基本原则60 !.9NJ2'8
习题60 gz eG5p
参考文献62 5 )0R:
w*
v%S
第二部分 应用篇 hEDj"`Px
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 CT/`Kg_
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 a 6[bF
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 m+CvU?)gJ
3.1.2电矢量垂直入射面66 q" )}vN
3.1.3菲涅耳公式66 n:HF&j4C,
3.2光的干涉68 kYx|`-PA<r
3.2.1波的叠加原理68 dqcfs/XhP
3.2.2光波的干涉71 @zE_fL
3.2.3杨氏干涉实验71 J3C"W7 94}
3.2.4牛顿环74 1SQ& m H/
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 !t N]OQ)'
3.3光的衍射79 L~~;i'J
3.3.1光的衍射现象79 ]@Q14
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 UL(#B TK
3.3.3光栅衍射83 9[/Gd{` XC
3.4光的偏振84 \
3ha
3.4.1光波的偏振态84 q_JES4ofx
3.4.2光波的偏振态的仿真85 \=1k29O
3.5平行光束通过透镜聚焦87 [@Y?'={qE
3.5.1平凸透镜光线追迹87 {R\ "x|
参考文献90 O]`CSTv'_
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 F8.Fp[_tM
4.1信息光学函数91 8M V=?
4.1.1矩形函数91 D}Z].c@ E
4.1.2阶跃函数93 't2 "CPZ
4.1.3符号函数94 5s`NR<|2L
4.1.4sinc函数94 5yu R[ VU
4.1.5高斯函数95 CKyX Z
4.2傅里叶变换97 p ^^E(<2
4.3卷积定理99 ]hc.cj`\W&
4.4傅里叶透镜的仿真101 }m(u o T~
4.5计算全息103 T-uI CMEf
4.5.1全息透镜103 1Sr@$+VGO
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 .(ki(8Z N
参考文献107 l\JoWL
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 o=7 -&F.
5.1图像及数字图像简介108 Od)]FvO
5.1.1索引图像108 a8Nl'
f*0
5.1.2RGB图像109 V\Cu|m&HI
5.1.3二值图像109 Syo 1Dq6z.
5.1.4灰度图像109 b1R%JY7/S
5.2数字图像的读取、显示及输出110 z1*8 5?
5.2.1图像的读取110 d?.ewsC
5.2.2图像的显示110 {b}Ri&oEOH
5.2.3图像的输出112 b~z1%?
5.2.4添加颜色条112 n'K,*
5.3图像类型的转化113 !D!Q]M5oU
5.3.1dither函数113 ULNU '6
5.3.2gray2ind函数114 %[l5){:05
5.3.3im2bw函数115 vg5i+ry<
5.3.4rgb2gray函数116 W^Wr
5.3.5rgb2ind函数116 ML9ZS
@
5.4图像的代数操作117 B~G ?&"]
5.4.1图像的相加117 :dc>\kUIv
5.4.2图像的相减119 \GO^2&g (
5.4.3图像的相乘121 7LbBS:@3z_
5.4.4图像的相除121 F 2saGpGH
5.5图像的对比度增强123 /PafIq
5.5.1线性变换123 olB?"M=H
5.5.2非线性变换123 Tu"bbc
5.6图像的锐化124 p Wa'Fd
5.6.1边界提取和锐化124 _
fJ 5z
5.6.2锐化滤波器125 _Ryt|# y
5.7图像的边缘检测127 E_[|ZrIO&*
5.7.1边缘检测算子127 @GNNi?EY
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 Z ]V^s8>
5.8基于灰度的图像分割131 /z JDQ'k0
5.9图像的膨胀与腐蚀134 O/ Ub{=g
5.9.1膨胀和腐蚀134 W$>srdG0$
5.9.2结构元素134 .7 6T<j_
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 pnl7a$z
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 WhQK3hnm
参考文献136 S~X&^JvT
.fY1?$*6c
第三部分 实例篇 I]+xerVd
第6章课程设计综合实例139 1zqIB")s>
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 gG*]|>M JI
6.1.1设计目的139 094~ s
6.1.2设计任务及具体要求139 h8B:}_Cu
6.1.3基本原理概述139 -FftEeo7
6.1.4设计方案及验证140
ieo Naq
参考文献148 T5H[~b|9-
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 5tfD*j n
6.2.1设计目的148 Aj#bhv
6.2.2设计任务及要求148 ;n]GHqzY_
6.2.3设计原理概述149 Yz7H@Y2i
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 cetHpU ,
参考文献154 69/aP=
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 {,xI|u2R
6.3.1设计目的154 tQ~vLPi$
6.3.2设计任务及要求155 WRrCrXP
6.3.3设计原理概述155 %EV\nwn6
6.3.4MATLAB仿真实现155 #@%DY*w]v
参考文献160 ^F\RM4|,
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 OD{()E?1B
6.4.1设计目的161 t 7#lRp&
6.4.2设计任务及要求161 bvn %E
H
6.4.3设计原理概述161 jEU`ko_
6.4.4设计实现163 9lXjB_wG>
参考文献169 jR1t&UD3Y
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 .Z?@;2<l
6.5.1设计目的169 8k~$_AT>u
6.5.2设计任务及要求169 <KY \sb9
6.5.3设计原理概述169 ZW+M<G
6.5.4设计实现171 4gD;X NrV
参考文献178 0n dk=V
6.6基于MATLAB的相关识别178 q~:H>;:G-
6.6.1设计目的178 p} }pq~EH/
6.6.2设计任务及要求178 OeMI
6.6.3设计原理概述178 9d kuvk}:
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 =f~8"j
参考文献183 qe^d6
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 AUk -[i
6.7.1设计目的183 _L8|Z V./
6.7.2设计任务及要求183 3(o}ulp
6.7.3设计原理概述183 K<3,=gL9[
6.7.4设计实现185 R;d)I^@
参考文献187 dlv1liSXL5
6.8基于MATLAB的激光束合成187 fl@=h[g#t
6.8.1设计目的187 9!XXuMWU<
6.8.2设计任务及要求188 p9X{E%A<:
6.8.3设计原理概述188 7l%]O}!d)
6.8.4设计实现188 {^8->V
参考文献193 &[yW}uV<7
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 xxy
(#j$
6.9.1设计目的194 P55QE+B
6.9.2设计任务及要求194 S [zETRSG
6.9.3设计原理概述194 DjLSl, Z
6.9.4设计实现197 )70i/%}7
参考文献200 WMi$ ATq
6.10基于MATLAB的人脸识别200 "5wer5?
t
6.10.1设计目的200 2|a5xTzH
6.10.2设计任务及具体要求201 2K:Rrn/cR
6.10.3基本原理概述201 1`& Yg(
6.10.4设计方案及验证201 ;9&#Sb/
6.10.5结论208 `/"*_AKAI
参考文献208
