基于分数傅里叶变换的计算全息图编码仿真MATLAB项目

资 源 简 介

本项目提供基于分数傅里叶变换（FRFT）的计算全息图迂回编码与衍射仿真工具，包括FRFT计算模块、相位型编码模块及仿真分析功能，适用于光学计算全息研究。

详 情 说 明

基于分数傅里叶变换的计算全息图迂回编码与衍射仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个基于分数傅里叶变换（FRFT）的计算全息图生成与衍射仿真系统。系统集成了分数傅里叶变换算法、迂回相位编码技术和角谱衍射传播方法，能够将原始图像转换为计算全息图，并模拟其在不同传播距离下的衍射效果。该系统可应用于光学信息处理、全息显示和衍射光学元件设计等领域。

功能特性

• 分数傅里叶变换计算：支持任意分数阶（p值）的正向和反向变换计算
• 迂回相位编码：采用相位型迂回编码技术将复振幅信息编码为实值全息图
• 衍射传播仿真：基于角谱理论模拟全息图在不同传播条件下的衍射场分布
• 计算机生成图形：提供灵活的原始图像和相位分布生成功能
• 可视化输出：支持频谱、相位、衍射图案等多种结果的可视化展示

使用方法

输入参数说明

1. 原始图像：灰度图像矩阵（二维数组，取值范围0-255）
2. 分数阶参数：p值（标量，取值范围0-1）
3. 编码参数：载波频率、空间频率等编码控制参数
4. 衍射参数：传播距离、波长、采样间距等物理参数
5. 自定义相位：可选的初始相位分布（二维复数矩阵）

输出结果

• 分数傅里叶变换域数据（复数矩阵）
• 编码后的计算全息图（实值矩阵）
• 不同传播距离下的衍射场分布
• 逆变换重建的图像结果
• 各类可视化图形输出

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持复数运算和矩阵操作

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制流程，包括参数初始化、各功能模块的调用协调、数据处理与可视化输出。具体具备以下能力：接收用户输入的图像数据和系统参数，调用分数傅里叶变换模块进行频域分析，通过迂回编码算法生成计算全息图，执行衍射传播仿真计算，完成重建图像的逆向变换过程，并生成相应的可视化结果图表。