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第一部分 语言篇3

第1章 MATLAB语言概述3

1.1 MATLAB简介3

1.1.1 MATLAB的发展历程3

1.1.2 MATLAB的主要特点3

1.2 MATLAB的系统组成4

1.3 MATLAB R2014a的安装、启动和退出5

1.3.1 MATLAB R2014a的安装5

1.3.2 MATLAB R2014a的启动和退出8

1.4 MATLAB R2014a的工作环境8

1.4.1菜单和工具栏9

1.4.2命令行窗口10

1.4.3工作区10

1.5 MATLAB R2014a帮助系统11

1.5.1帮助窗口11

1.5.2帮助命令11

1.5.3演示系统13

1.5.4帮助系统导航浏览器13

1.5.5远程帮助系统14

1.6 MATLAB的基本操作命令14

1.6.1通用命令和编辑键14

1.6.2文件管理15

1.7 MATLAB使用初步16

习题16

第2章 MATLAB的基本语法17

2.1数据类型17

2.1.1数值类型17

2.1.2字符串17

2.1.3逻辑类型19

2.1.4元胞数组20

2.1.5构架数组21

2.1.6函数句柄（function）21

2.2变量22

2.2.1变量命名的规则22

2.2.2变量的赋值22

2.2.3 MATLAB变量的显示23

2.2.4 MATLAB变量的存取24

2.3数组及向量运算24

2.3.1数组和向量的创建24

2.3.2数组的寻址26

2.3.3数组的运算27

2.3.4向量运算29

2.4矩阵及其运算30

2.4.1矩阵的创建30

2.4.2矩阵的运算31

2.4.3矩阵的常用函数运算33

2.5多项式及其运算33

2.5.1多项式的构造34

2.5.2多项式的运算34

2.5.3多项式拟合36

2.6符号运算37

2.6.1基本符号对象37

2.6.2符号表达式38

2.6.3符号表达式的运算38

2.6.4常用的符号运算38

2.7 MATLAB绘图40

2.7.1 MATLAB绘图的基本步骤40

2.7.2二维绘图40

2.7.3图形修饰43

2.7.4三维绘图45

2.7.5特殊图形47

2.7.6四维图形49

2.8 MATLAB程序设计50

2.8.1 M文件编辑器51

2.8.2命令文件52

2.8.3函数文件53

2.8.4 M文件的规则53

2.8.5全局变量与局部变量53

2.8.6程序流控制54

2.8.7程序设计举例57

2.8.8程序设计的基本原则59

习题59

参考文献61

第二部分 应用篇65

第3章 MATLAB在光学原理中的应用举例65

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

3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65

3.1.2电矢量垂直入射面66

3.1.3菲涅耳公式66

3.2光的干涉68

3.2.1波的叠加原理68

3.2.2光波的干涉71

3.2.3杨氏干涉实验71

3.2.4牛顿环74

3.2.5迈克尔逊干涉仪75

3.3光的衍射79

3.3.1光的衍射现象79

3.3.2矩形孔和圆孔衍射82

3.3.3光栅衍射83

3.4光的偏振84

3.4.1光波的偏振态84

3.4.2光波的偏振态仿真85

3.5平行光束通过透镜聚焦87

3.5.1平凸透镜光线追迹87

3.5.2平行光通过透镜的仿真88

参考文献90

第4章 MATLAB在信息光学中的应用举例91

4.1信息光学函数91

4.1.1矩形函数91

4.1.2阶跃函数93

4.1.3符号函数94

4.1.4 sinc函数94

4.1.5高斯函数95

4.2傅里叶变换97

4.3卷积定理99

4.4傅里叶透镜的仿真101

4.5计算全息103

4.5.1全息透镜103

4.5.2二元傅里叶变换全息图105

参考文献107

第5章 MATLAB在光电图像处理中的应用108

5.1图像及数字图像简介108

5.1.1索引图像108

5.1.2 RGB图像109

5.1.3二值图像109

5.1.4灰度图像109

5.2数字图像的读取、显示及输出110

5.2.1图像的读取110

5.2.2图像的显示110

5.2.3图像的输出112

5.2.4添加颜色条112

5.3图像类型的转化113

5.3.1 dither函数113

5.3.2 gray2ind函数114

5.3.3 im2bw函数115

5.3.4 rgb2gray函数116

5.3.5 rgb2ind函数116

5.4图像的代数操作117

5.4.1图像的相加117

5.4.2图像的相减119

5.4.3图像的相乘121

5.4.4图像的相除121

5.5图像的对比度增强123

5.5.1线性变换123

5.5.2非线性变换123

5.6图像的锐化124

5.6.1边界提取和锐化124

5.6.2锐化滤波器125

5.7图像的边缘检测127

5.7.1边缘检测算子127

5.7.2边缘检测的MATLAB实现128

5.8基于灰度的图像分割131

5.9图像的膨胀与腐蚀134

5.9.1膨胀和腐蚀134

5.9.2结构元素134

5.9.3膨胀的MATLAB实现135

5.9.4腐蚀的MATLAB实现136

参考文献136

第三部分 实例篇139

第6章 课程设计综合实例139

6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139

6.1.1设计目的139

6.1.2设计任务及具体要求139

6.1.3基本原理概述139

6.1.4设计方案及验证140

参考文献148

6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148

6.2.1设计目的148

6.2.2设计任务及要求148

6.2.3设计原理概述149

6.2.4空间滤波的仿真设计实现149

参考文献154

6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154

6.3.1设计目的154

6.3.2设计任务及要求155

6.3.3设计原理概述155

6.3.4 MATLAB仿真实现155

参考文献160

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

6.4.2设计任务及要求161

6.4.3设计原理概述161

6.4.4设计实现163

参考文献169

6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169

6.5.1设计目的169

6.5.2设计任务及要求169

6.5.3设计原理概述169

6.5.4设计实现171

参考文献178

6.6基于MATLAB的相关识别178

6.6.1设计目的178

6.6.2设计任务及要求178

6.6.3设计原理概述178

6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180

参考文献183

6.7 MATLAB在激光光斑测量中的应用183

6.7.1设计目的183

6.7.2设计任务及要求183

6.7.3设计原理概述183

6.7.4设计实现185

参考文献187

6.8基于MATLAB的激光束合成187

6.8.1设计目的187

6.8.2设计任务及要求188

6.8.3设计原理概述188

6.8.4设计实现188

参考文献193

6.9 MATLAB在透镜像差计算中的应用194

6.9.1设计目的194

6.9.2设计任务及要求194

6.9.3设计原理概述194

6.9.4设计实现197

参考文献200

6.10基于MATLAB的人脸识别200

6.10.1设计目的200

6.10.2设计任务及具体要求201

6.10.3基本原理概述201

6.10.4设计方案及验证201

6.10.5结论208

参考文献208