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第一部分 语言篇2

第1章 MATLAB语言概述2

1.1 MATLAB简介2

1.1.1 MATLAB的发展历程2

1.1.2 MATLAB的主要特点2

1.2 MATLAB的系统组成3

1.3 MATLAB R2017a的安装、启动和退出4

1.3.1 MATLAB R2017a的安装4

1.3.2 MATLAB R2017a的启动和退出7

1.4 MATLAB R2017a的工作环境8

1.4.1 菜单栏和工具栏8

1.4.2 命令行窗口9

1.4.3 工作区10

1.5 MATLAB R2017a帮助系统10

1.5.1 帮助窗口10

1.5.2 帮助命令11

1.5.3 演示系统12

1.5.4 帮助系统导航浏览器12

1.5.5 远程帮助系统13

1.6 MATLAB的基本操作命令13

1.6.1 通用命令和编辑键13

1.6.2 文件管理14

1.7 MATLAB使用初步15

习题15

第2章 MATLAB的基本语法16

2.1 数据类型16

2.1.1 数值类型16

2.1.2 字符串16

2.1.3 逻辑类型18

2.1.4 元胞数组19

2.1.5 构架数组20

2.1.6 函数句柄（function）20

2.2 变量21

2.2.1 变量命名的规则21

2.2.2 变量的赋值21

2.2.3 MATLAB变量的显示22

2.2.4 MATLAB变量的存取23

2.3 数组及向量运算23

2.3.1 数组和向量的创建23

2.3.2 数组的寻址25

2.3.3 数组的运算26

2.3.4 向量运算28

2.4 矩阵及其运算29

2.4.1 矩阵的创建29

2.4.2 矩阵的运算30

2.4.3 矩阵的常用函数运算32

2.5 多项式及其运算32

2.5.1 多项式的构造33

2.5.2 多项式的运算33

2.5.3 多项式拟合35

2.6 符号运算36

2.6.1 基本符号对象36

2.6.2 符号表达式37

2.6.3 符号表达式的运算37

2.6.4 常用的符号运算37

2.7 MATLAB绘图39

2.7.1 MATLAB绘图的基本步骤39

2.7.2 二维绘图39

2.7.3 图形修饰42

2.7.4 三维绘图44

2.7.5 特殊图形46

2.7.6 四维图形48

2.8 MATLAB程序设计49

2.8.1 M文件编辑器50

2.8.2 命令文件51

2.8.3 函数文件52

2.8.4 M文件的规则52

2.8.5 全局变量与局部变量52

2.8.6 程序流控制53

2.8.7 程序设计举例56

2.8.8 程序设计的基本原则58

2.8.9 高效编程的一般思路58

习题59

参考文献61

第二部分 应用篇63

第3章 MATLAB在光学原理中的应用举例63

3.1 平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射63

3.1.1 电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数63

3.1.2 电矢量垂直入射面64

3.1.3 菲涅耳公式64

3.2 光的干涉66

3.2.1 波的叠加原理66

3.2.2 光波的干涉69

3.2.3 杨氏干涉实验69

3.2.4 牛顿环72

3.2.5 迈克尔逊干涉仪73

3.3 光的衍射77

3.3.1 光的衍射现象77

3.3.2 矩形孔和圆孔衍射80

3.3.3 光栅衍射81

3.4 光的偏振82

3.4.1 光波的偏振态82

3.4.2 光波的偏振态仿真83

3.5 平行光束通过透镜聚焦85

3.5.1 平凸透镜光线追迹85

3.5.2 平行光通过透镜的仿真86

参考文献88

第4章 MATLAB在信息光学中的应用举例89

4.1 信息光学函数89

4.1.1 矩形函数89

4.1.2 阶跃函数91

4.1.3 符号函数92

4.1.4 sinc函数92

4.1.5 高斯函数93

4.2 傅里叶变换95

4.3 卷积定理97

4.4 傅里叶透镜的仿真99

4.5 计算全息101

4.5.1 全息透镜101

4.5.2 二元傅里叶变换全息图103

参考文献105

第5章 MATLAB在光电图像处理中的应用106

5.1 图像及数字图像简介106

5.1.1 索引图像106

5.1.2 RGB图像107

5.1.3 二值图像107

5.1.4 灰度图像107

5.2 数字图像的读取、显示及输出108

5.2.1 图像的读取108

5.2.2 图像的显示108

5.2.3 图像的输出110

5.2.4 添加颜色条110

5.3 图像类型的转化111

5.3.1 dither函数111

5.3.2 gray2ind函数112

5.3.3 im2bw函数113

5.3.4 rgb2gray函数114

5.3.5 rgb2ind函数114

5.4 图像的代数操作115

5.4.1 图像的相加115

5.4.2 图像的相减117

5.4.3 图像的相乘119

5.4.4 图像的相除119

5.5 图像的对比度增强121

5.5.1 线性变换121

5.5.2 非线性变换121

5.6 图像的锐化122

5.6.1 边界提取和锐化122

5.6.2 锐化滤波器123

5.7 图像的边缘检测125

5.7.1 边缘检测算子125

5.7.2 边缘检测的MATLAB实现126

5.8 基于灰度的图像分割129

5.9 图像的膨胀与腐蚀132

5.9.1 膨胀和腐蚀132

5.9.2 结构元素132

5.9.3 膨胀的MATLAB实现133

5.9.4 腐蚀的MATLAB实现134

参考文献134

第三部分 实例篇136

第6章 课程设计综合实例136

6.1 基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现136

6.1.1 设计目的136

6.1.2 设计任务及具体要求136

6.1.3 基本原理概述136

6.1.4 设计方案及验证137

参考文献145

6.2 基于MATLAB的空间滤波仿真实现145

6.2.1 设计目的145

6.2.2 设计任务及要求145

6.2.3 设计原理概述146

6.2.4 空间滤波的仿真设计实现146

参考文献151

6.3 基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析151

6.3.1 设计目的151

6.3.2 设计任务及要求152

6.3.3 设计原理概述152

6.3.4 MATLAB仿真实现152

参考文献157

6.4 基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析158

6.4.1 设计目的158

6.4.2 设计任务及要求158

6.4.3 设计原理概述158

6.4.4 设计实现160

参考文献166

6.5 基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究166

6.5.1 设计目的166

6.5.2 设计任务及要求166

6.5.3 设计原理概述166

6.5.4 设计实现168

参考文献175

6.6 基于MATLAB的相关识别175

6.6.1 设计目的175

6.6.2 设计任务及要求175

6.6.3 设计原理概述175

6.6.4 图像相关识别MATLAB的仿真实现177

参考文献180

6.7 MATLAB在激光光斑测量中的应用180

6.7.1 设计目的180

6.7.2 设计任务及要求180

6.7.3 设计原理概述180

6.7.4 设计实现182

参考文献184

6.8 基于MATLAB的激光束合成184

6.8.1 设计目的184

6.8.2 设计任务及要求185

6.8.3 设计原理概述185

6.8.4 设计实现185

参考文献190

6.9 MATLAB在透镜像差计算中的应用191

6.9.1 设计目的191

6.9.2 设计任务及要求191

6.9.3 设计原理概述191

6.9.4 设计实现194

参考文献197

6.10 基于MATLAB的人脸识别197

6.10.1 设计目的197

6.10.2 设计任务及具体要求197

6.10.3 基本原理概述197

6.10.4 设计方案及验证198

6.10.5 结论204

参考文献204