傅里叶变换彩色全息的计算机模拟赵懿琨刘江张宇王建（华南农业大学工程学院电子工程系，广州广东，510640）摘要本文对制作彩色全息图的全过程采用计算机进行完整模拟，与实际实验相比较，直观经济。利用MATLAB语言对彩色原始像进行自动分色，再利用其强大的快速傅里叶变换功能制作红、绿、蓝三原色的计算全息图，最后将三色的数字全息再现像合成。文中通过彩色合成再现像与彩色原始像质量的对比，提出模拟过程中对重要参数的变化对于彩色合成再现像的影响进行了讨论和分析。关键词傅里叶变换；彩色全息；MATLAB；计算机全息ComputerSimulationofFourierTransformColorHologramZHAOYi-kun,LIUJiang,ZHANGYu,WANGJian(ElectronicsDepartment,EngineeringCollege,SouthofChinaAgricultureUniversity,Guangzhou510640,China)AbstractInthispaper,computersimulationisusedinproducingcolorhologram.Comparedwithactualexperiment,thismethodhasmoreintuitiveeffectandmoreeconomicvalue.Firstly,thecolorfulprimitiveimageisseparatedintomonochromaticimagesbyusingMATLAB.Then,threemasterhologramscorrespondingtored,greenandblueprimitiveimagesarecalculatedusingfastfouriertransformfunctionofMATLAB.Finally,adoptingthreedifferentwavelengthcorrespondingtored,greenandblue,threecolorreconstructedimagesareachievedandcomposethenewcolorfulreconstructedimage.Accordingtothedifferencesbetweencolorfulprimitiveandreconstructedimage,theinfluencescausedbyadjustedlimitationofimportantparametersarediscussedandanalysedinthispaper.KeywordsFourierTransformColorHologramMATLABComputeHologram1引言彩色全息术是一种能够记录和再现原物体的色彩和图像的一种全息技术。由于彩色全息图比单色全息图更能真实的反映物体的强度、相位及颜色信息，因此色彩清晰明亮的彩色全息图成为全息显示研究的重要内容，在全息显示方面具有更强的防伪能力和更广阔的应用前景。在初次彩色全息图[1]出现后的四十多年里，研究人员分别采用光全息术和计算全息术等方法制作彩色全息图。光全息术采用了激光记录，激光或白光再现的方法，分别基于彩色空间透射全息图、彩色平面透射全息图和彩色平面反射全息图来制作。彩色空间透射全息图是通过对红、绿、蓝三基色参考光分角度入射[1]，或选择较大的物光和参考光夹角[2-3]，或红、绿、蓝三色光空间分离[4]，或对物光进行滤波编码[5]来消除串色像。这种方法记录的全息图存在分辨率和信噪比低的缺点，技术复杂且再现结果容易导致色彩失真，因此难以走出实验室进行应用推广。彩色平面透射全息图则通过精心设计光路增加狭缝，使观察物体真像与串色像的角度分离[6]。这种方法具有亮度高的优点，但有狭缝引起的单缝衍射带来的色模糊的缺点。彩色平面反射全息图是利用彩色照相原理，选用适当的记录材料和记录方法[7]就可得到彩色全息图。此法改善了全息图的衍射效率，但要求参考光和物光都有高度的稳定性，实现起来有较大难度。相较光全息术，计算全息术是利用计算机模拟光的传播，通过计算机形成全息图，打印全息图后微缩成母板后用白光[8]或激光[9]再现彩色图像，可以认为是计算机与光学方法相结合的彩色彩虹全息术。其中，基于傅里叶变换计算全息图可利用MATLAB语言强大的图像处理功能和快速傅里叶转换功能对彩色图像进行自动分色；分别制作对应于红、绿、蓝三原色信息的菲涅耳计算全息图。这种方法计算快速、对环境要求较低，但仍需要光学系统配合来实现彩色再现像，对学习者有较高的光学仪器和较高的处理工艺要求。本文利用MATLAB语言完整的模拟了傅里叶变换彩色全息的全过程，提出了提出模拟过程中对重要参数的变化对于彩色合成再现像的影响进行了讨论和分析，有助于学习者增强了解全息的原理与计算机模拟过程。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---图2：R分量的傅里叶全息变换与重建图Fig.2.HologramFouriertransformandreconstructionofredcomponentimage2理论分析数字图像全息变换的基本...