收稿日期:2004202213　基金项目:佛山科学技术学院校级科研课题经费资助　作者简介:谢嘉宁(1971-),女,广东潮州人,佛山科学技术学院物理系讲师,光学工程硕士,主要从事光学实验教学与

光信息处理的研究.

Matlab 在光学信息处理仿真实验中的应用

谢嘉宁1,陈伟成1,赵建林2,陈国杰1,张潞英1

(1.佛山科学技术学院物理系,广东佛山528000;2.西北工业大学应用物理系,陕西西安710072)

摘　要:提出了一种利用计算机并通过Matlab 软件仿真光学信息处理实验的方法,其特点是可以随意改变物理参量,克服了光学实验上难以实现的操作.文中分别给出了光栅衍射、空间滤波、图像边缘增强、相关识别等实验的部分仿真结果.

关键词:Matlab ;计算机仿真;CAI

中图分类号:O4239 文献标识码:A 文章编号:100524642(2004)0620023203

1　引　言

光学信息处理是以光子传递信息,以光学或光电子器件进行操作运算,利用光的透射、干涉和衍射等光学现象来实现对输入信息的各种变换或处理.因此,它也是一门基于实验的科学.随着计算机的广泛使用,计算机仿真实验得到了大量研究,各类CAI 软件应运而生,给光学信息处理的研究和教学带来极大方便.但笔者在调研中发现,大部分的仿真程序由VB ,C 和Fortran 等高级语言编写[1～3].使用这些语言编程,需要编者具有良好的计算机编程能力并花费较多的时间.因此,本文探讨利用Matlab 软件实现对光学信息处理实验的计算机仿真方法.

Matlab 作为科学计算软件,主要适用于矩阵

运算和信息处理领域的分析设计,它使用方便、输入简捷,运算高效、内容丰富,并且有大量的函数库可供使用[4].与Basic ,C 和Fortran 相比,用Matlab 编写程序,其问题的提出和解决只需以数

学方式表达和描述,不需要大量繁琐的编程过程,因此特别适合工程计算和教学软件的编写.本仿真实验系统实现了多种衍射屏的夫琅和费衍射、空间滤波、图像边缘增强、相关识别等实验的仿真.2　仿真系统的总体设计

本系统采用Matlab5.3编写,在Pentium 以上个人计算机上、Matlab 环境下运行.为了方便

用户使用,本系统的实验项目模块设置如图1所示.主界面的程序为OIP000.m ,界面如图

2所

示.四大系统子模块是该窗体的子窗体模块,分别为OIP1.m ,OIP2.m ,OIP3.m 和OIP4.m ,通过单击主界面上相应的按钮即可启动相应的子窗体,在每一级子窗体界面上有相关的参量选择和操作.

图1　系统模块功能图

图2　仿真实验系统主界面

第24卷　第6期

2004年6月

物　理　实　验　PHYSICS EXPERIM EN TA TION

Vol.24　No.6

J un.,2004