关联成像技术
水下光量子关联成像__解释说明以及概述
水下光量子关联成像解释说明以及概述1. 引言1.1 概述：本文将介绍水下光量子关联成像的原理、技术以及其在水下环境中的应用。
水下光量子关联成像是一种先进的成像技术，利用光的量子性质实现对水下目标的高分辨率成像。
1.2 文章结构：文章将按照以下几个部分展开介绍：首先，我们将对水下光量子关联成像的原理进行详细解释；然后，我们将介绍该技术的具体实施方法和流程；接着，我们将分析水下环境对光量子关联成像带来的影响；最后，我们将概述目前相关研究进展和未来发展方向。
1.3 目的：本文旨在深入探讨水下光量子关联成像技术，并阐述其在海洋科学、军事防务等领域中的重要应用价值。
通过对该技术原理和应用的解释说明，我们希望能够增加人们对这一新型成像技术的了解，并为未来研究和发展提供参考和指导。
同时，我们也希望能够引起更多科学家和工程师对该领域进行深入研究，从而推动水下光量子关联成像技术的进一步发展和应用。
2. 水下光量子关联成像:2.1 光量子关联成像原理:光量子关联成像是一种利用光的量子特性进行成像的技术。
它基于光的波粒二象性和相干性原理，利用脉冲激发器产生一对空间共轭的光子，并通过探测器检测共轭光子对之间的相关性。
当其中一个光子与被测物体相互作用时，另一个光子将携带着该物体的信息，通过测量这对相关光子之间的相位和强度变化，就可以重建出被测物体的图像。
2.2 光量子关联成像技术:光量子关联成像技术包括两个主要步骤：激发和检测。
在激发步骤中，通过使用适当的激发源（如脉冲激发器），产生一对共振频率或者非共振频率的空间共轭光子。
这对共轭光子将以特定的角度进入水下环境中。
在检测步骤中，使用高效且快速响应的探测器，记录下由被测物体散射后生成的相关信号。
通过测量和分析这些相关信号的相位和强度变化，可以恢复出水下物体的图像。
2.3 水下环境对光量子关联成像的影响:水下环境对光量子关联成像有着重要而独特的影响。
首先，水具有较高的折射率和散射性，这将导致传输和接收过程中光的衰减和失真。
基于轨道角动量的雷达关联成像技术研究
Ｖ０１．２６ Ｎｏ．６
电子 设计 工程
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉ￣ｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ
２０１８年 ３月
Ｍ ａｒ．２０１８
基 于 轨 道 角动 量 的 雷达 关 联 成像技 术研 究
陈亚 南 ，董 晓龙
（１．中 国科 学院 国 家空 间科 学 中心 北 京 １００１９０；２．中国科 学院 大学 北京 １００１９０）
ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ；ｒｏｏｔ ｍ ｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ
角 动 量 （ＯＡＭ，ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒｍｏｍｅｎｔｕｍ），等相 位
电磁 场 携 带 着 能 量 ห้องสมุดไป่ตู้动 量 ，它 的 总角 动 量 可 以
面 为螺 旋 的结 构 ，波前 具 有空 间 差异 化分 布 ，可使 得 表 示为 式 （１）。
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒ０ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｖｏｒｔｅｘ ｗｉｔｈ ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｉｎ ｒａｄａｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｉｍ ａｇｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｈｏｌｌｏｗ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｖｏｒｔｅｘ， ｔｈｅ ｓｉｄｅ—ｖｉｅｗ ｉｍ ａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｈｏｓｅｎ，ｔｈｅ ｉｍ ａｇｉｎｇ ｍ ｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａｃｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ．Ｔｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｖｏｒｔｅｘ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ １．８ ｔｉｍｅｓ ｃｏｍ ｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｉｇｎａｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍ ｅ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｉｍ ａｇｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｙｍ ｍｅｔｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｏｌｌｏｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒ０ｍａｇｎｅｔｉｃ ｖｏｒｔｅｘ，ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ—ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｍａｇｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｌｉｍ ｉｔｅｄ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ，ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｗ ｈｅｎ ｔｈｅ ＳＮＲ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｒｏｍ －２０ ｄＢ ｔｏ ２０ ｄＢ．ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｅｒｒｏｒ ｒｅｄｕｃｅｓ ｆｒｏｍ ２７ ｄＢ ｔ０ ２１ ｄＢ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：ｏｒｂｉｔａｌ ａｎｇｕｌａｒ ｍ ｏｍｅｎｔｕｍ ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｖｏｒｔｅｘ；ｒａｄａｒ ｃｏｒｅｌａｔｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ；ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ
基于轨道角动量的雷达关联成像技术研究
基于轨道角动量的雷达关联成像技术研究陈亚南;董晓龙【摘要】This thesis studied on the application of electromagnetic vortex with orbital angular momentum in radar correlated imaging. According to the amplitude hollow feature of electromagnetic vortex,the side-view imaging system is chosen,the imaging model is established,and the least squares algorithm is applied to acquire the image.The simulation results indicate that the resolution of electromagnetic vortex can be increased 1.8 times compared with the traditional signal under the same parameters. Then the imaging results are evaluated. Due to the circular symmetry and the hollow structure of electromagnetic vortex,the super-resolution imaging ability is limited.With the increase of signal to noise ratio,the root mean square error can be reduced.When the SNR increases from-20 dB to 20 dB,the root mean square error reduces from 27 dB to 21 dB.%对携带有轨道角动量的涡旋电磁场在雷达关联成像中的应用进行了研究.根据涡旋电磁场的幅度中空特征选择了雷达侧视成像体制,建立了基于轨道角动量的雷达关联成像模型,利用最小二乘算法进行成像.仿真结果表明,同参数下与传统信号的成像分辨率相比,涡旋电磁场将分辨率提高了1.8倍.对成像结果进行评价:由于涡旋电磁场幅度的圆对称以及中空结构特征,对成像分辨率的提升能力有一定限制.随着信噪比的增加,均方根误差会有一定减小.信噪比从-20 dB增加到20 dB时,均方根误差从27 dB 降低到21 dB.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)006【总页数】6页(P109-113,119)【关键词】轨道角动量;涡旋电磁场;雷达关联成像;最小二乘法;均方根误差【作者】陈亚南;董晓龙【作者单位】中国科学院国家空间科学中心北京100190;中国科学院大学北京100190;中国科学院国家空间科学中心北京100190;中国科学院大学北京100190【正文语种】中文【中图分类】TN9592012年，中国科学技术大学[1-6]提出了雷达关联成像的方案，在天线波束内形成非相干照射的辐射场，可实现雷达的超分辨率成像。
量子关联成像技术发展
量子关联成像技术发展作者：赵剡李高亮杨照华来源：《航空兵器》2017年第05期赵剡，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院教授、博士生导师，长期从事导航与制导专业的教学与科研工作。
研究领域为卫星导航与成像制导、惯性技术及组合导航。
主持完成973子课题、 863子课题、国家自然科学基金、国防装备预研基金等项目20余项，发表学术论文160余篇，先后获部级科技进步奖3项。
摘要：介绍了量子关联成像的概念和发展历史，重点论述了量子关联成像技术三个重要发展阶段：量子纠缠成像理论、热光关联成像理论、计算关联成像理论。
阐述了关联成像的优势，分析了量子关联成像方法国内外的研究现状，讨论了量子关联成像存在的问题以及未来的发展趋势。
关键词：量子关联成像；鬼成像；非定域；压缩感知中图分类号： TJ760.1； O431.2文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2017）05-0003-080引言量子关联成像，又称为鬼成像或符合成像，是近三十年来量子光学领域研究的热点之一。
自20世纪90年代被发现以来[1-5]，因其具有高分辨率、非局域性、抗干扰性强的特点引起了极大的关注，在生命科学、信息技术和国防装备研制领域有着潜在的应用前景。
人类获取的信息， 90%源于视觉，即物体本身发出的或反射的光在眼球中视网膜上的成像。
图像使人们对事物的认知理解更加直观，对人类的重要性不言而喻，随着信息科技的发展，能将光场信息进行记录的产品如数码相机等，已经成为人们不可或缺的生产工具。
就成像原理来说，传统或经典光学成像大部分是基于透镜成像原理。
透镜成像的特点是能够在像平面与物平面上的光场中建立点与点之间一一对应的关系，通过介质对光场信息进行记录。
光场空间一一对应关系的建立，除了通过透镜或透镜组之外，还可以由小孔或相干全息术实现。
作为量子光学的一个重要分支，量子关联成像是一种与经典成像截然不同的新型成像方式，其最大特点是物像分离。
不同于传统成像对于信号强度的直接记录，关联成像是通过模拟、控制辐射场的量子涨落、强度、相位等信息，提取具有关联性质的强度信息，完成对物体的非局域成像。
热光的关联成像实验报告
热光的关联成像实验报告实验人：**** 指导老师：***【摘要】实验利用激光经旋转地毛玻璃散射形成类热光源，进行了HBT实验；并对两个大小不同的小孔进行了关联成像，验证了热光关联成像公式。
【关键词】鬼成像，HBT实验，热光关联成像，热光亚波长干涉一．【引言】1995年，史砚华等人利用自发参量下转换产生的纠缠光子对实现“鬼成像”。
利用双光子纠缠态满足动量守恒定律，两个光子空间波矢存在关联这一性质，将纠缠的两个光子分别送到两个不同的光学线性传输系统中，这两个系统分别被称为取样臂和参考臂。
光在取样臂中先经过成像元件，然后照亮一个待成像的物体，物光由一个桶探测器进行探测。
在参考臂的探测平面上通过扫描光纤来实现空间各点的探测。
直接测量两个系统的输出强度分布不能得到这个物体的信息，然而通过合理安排这两个光学系统，并在它们的输出乎面进行符合测量，就可以得到物体的像。
鬼成像实验证明了纠缠双光子不仅可以传递量子信息，而且可以用特殊的方式传递经典信息。
随着研究的深入，人们逐渐认识到利用经典热光源可以模拟量子纠缠光的部分性质，实现关联成像。
二．【实验原理】1.光场的一阶相关函数定义两个时空点的光场E<r1,t1>和E<r2,t2>一阶相关函数为：G (1)=<E ∗(r 1,t 1)E (r 2,t 2)> （2-1)当两个时空点为同一时空点时，G (1)=<I (r ,t )>引入归一化的相关系数为：*12(1)12212212(,)(,)(,,),()()E r t E r t g r r t t E r E r τττ+==- （2-2）2.HBT 实验与光场的高阶相关函数HBT 实验是量子光学的奠基性实验，它第一次从实验验证了光的关联效应，来自光源S 的光束经一分束器BS 后分成两束光，并分别由两个探测器D1和D2测量，探测器输出的信号被送到相关器，其中一路电信号经过延时τ。
强度关联遥感成像技术
Ｓ Ａ Ｅ ＲＡ Ｔ Ｒ Ｏ Ｒ ＆ ＲＥ Ｐ Ｃ Ｃ Ｆ ＥＣ ＶＥ Ｙ ＭＯＴ Ｅ Ｓ ＮＧ ＥＳ Ｎ Ｉ
第３ ２卷第 ５期
２１ 年 １ ０１ ０月
强度关联遥感成像技术
韩 申 生
（ 中科 院 上海 光 学 精 密 机 械 研 究 所 ， 海 ２ １０ ） 上 ０ ８ ０
Ｉ ｔｎ ｉｙ Ｃｏ ｒ ｌ ｔｏ ｍ ａ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒ Ｒｅ ｏ ｅ Ｓ ｎ ｉ ｇ ｎ ｅ ｓｔ ｒ ｅａ ｉ ｎ Ｉ ｇ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｍ ｔ ｅ ｓｎ
Ｈ ａ ｈｅ ｈｅ ｇ ｎ Ｓ ｎｓ ｎ
（ ａｇ ａ Ｉｓｔｔ ｏ Ｏ ｔ ｓａｄＦｎ ｃａ ｉ ， ｈ ｎｈ ｉ ０ ８ ０Ｃ ｉ ） Ｓ ｎｈ ｉｎｔｕｅ ｆ ｐｉ ｎ ｉｅＭｅｈｎｃ Ｓ ａｇ ａ ２ １０ ，ｈｎ ｈ ｉ ｃ ｓ ａ
摘 要 过 去十 多年 中 ， 用光 场 的量子 （ 经典 ） 落及 其 关联 获取 目标 图像 信 息 的量子 （ 利 或 涨 强度 ） 关联
成像技 术和基 于 自适 应稀 疏 结构表 象 的信 号 处理技 术的 不 断发展 ， 图像 信 息的 获取提 供 了一 条 可 突破传 为
统 光 学成像技 术 图像 分 辨 率和 图像 获取 效 率理论 极 限 的全新 技 术途 径 。文章 将概 括地 介 绍这 一研 究方 向 ．
ａ ｄ ｔ ｅ ｐｏ ｓｂ ｌｔ ｆｉｓ ａ ｌｃ ｔｏ ｓ ｉ ｅ ｔ ｅ ｓｎ ｅ ｄ ｏ ｅ ｈ ｒｗｉ ｏ ｏ ｉ ｓｗｈ ｃ ｅ ｄ ｍｏ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ｎ ｈ ｓ ｉ ｉｉｙ ｏ ｔ ｐｐ ｉ ａｉ ｎ ｎ ｒ ｍｏｅ ｓ ｎ ｉ ｇ ｆ ｌ ，ｔ ｇ ｔ ｅ ｔ ｓ ｍｅ ｔ ｐ ｃ ｉ ｈ ｎ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ— ｉ ｈ
热光关联成像实验报告
6
热光关联成像 实验报告
1.011 1.01 1.009 1.008 1.007 1.006
1.005 1.0045 1.004 1.0035 1.003 1.0025 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8
Figure 8 前两次得到的 g(2) 随位置变化的曲线
Figure 2 成像直观示意图
根据高斯公式(12)，得到的物体的像理论上放大的倍数 n 为 z z n 2 1 z3
(13)
3 实验
3.1 实验仪器
本实验使用了激光光源，凸透镜，毛玻璃，分束镜，扫描探测器，数字示波器，关联测量计算机等 器材。实验装置如 Figure 3、Figure 4 所示。
1
北京师范大学物理学系 近代物理实验Ⅱ
2 实验原理
2.1 数学基础
根据概率与数理统计知识知道，对于随机变量 X,Y，有
X Y X Y
(1) (2)
其中<X>表示求平均值。而对于乘积，只有 X,Y 相互独立时有
XY X Y
2.2 激光、自然光、热光、纠缠光的区别
3.3.2.2 根据光学原理测量小孔间距大小
如 Figure 5 所示，光源为点光源，x 为物体的尺寸，L 是像的大小，根据光学知识很容易知道
s1 x s x 1L s L s
(14)
x
L
S1 S
Figure 5 测量孔间距的光学原理图
我们把经过毛玻璃之后出来的光看做是点光源发射的光，可以用此方法求两个小孔的间距。
物
L D1(x1)
x0
光源
取样臂
z3 z2
关联测量
z1
二阶关联成像与经典成像的比对研究
二阶关联成像与经典成像的比对研究贺腾【摘要】“鬼成像”，也就是关联成像，是一种源于量子理论的全新成像。
通过符合测量，关联成像提供了一种在没有物体的光路获得成像物体空间信息分布的方法。
最初，人们认为实现鬼成像的必要条件是量子纠缠。
进一步研究表明，赝热光源也是可以实现鬼成像。
由于赝热光源更普遍地存在于我们的生活中，因此，经赝热光源实现鬼成像，将更实用，所以对赝热光源鬼成像质量的研究，可以帮助人们更好地将这种技术应用于各个领域。
文章主要研究了赝热光二阶鬼成像技术，主要对二阶关联成像的分辨率做了研究，利用激光光源，分束镜，成像CCD等搭建实验系统，完成了双缝物体的赝热光二阶鬼成像实验，对实验得到的图像进行处理，再现了物体的像。
%The"ghost imaging", also known as correlated imaging, is a completely new theory of imaging deriving from quantum theory. By coincidence measurement, ghost imaging provides a method to obtain spatial distribution information of the object in the optical idle. Initially, it was claimed that entanglement was a crucial prerequisite for achieving ghost imaging. Actually a very close formal analogy was demonstrated that classic thermal light is also a way to achieve ghost imaging. Because it is more generally present in our lives, the technology of classical ghost imaging would be a more practical technology. The research to ghost imaging quality of classical thermal light would help people to better apply this technology in various fields. This paper studies the second-order ghost imaging with thermal light, second-order correlated imaging resolution to do the research, we build an experimental system by using a laser lightsource, beam lens, CCD imaging and other instruments, and complete the second-order ghost imaging experiments with thermal light of double-slit at different position, process the picture that received from the experiment, rebuild the image of object.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)030【总页数】4页(P118-121)【关键词】鬼成像;分辨率;二阶关联函数【作者】贺腾【作者单位】西安工业大学，西安710021【正文语种】中文【中图分类】O431.2关联成像，又称为“鬼”成像、双光子成像或量子成像。
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关联成像技术是一种用于生成具有高分辨率和高质量的图像的方法。
它利用图像处理和计算机视觉算法，通过将多个图像进行配准（registration）和融合（fusion），以提高图像的清晰度、对比度和细节，并消除图像中的噪声和伪影。
以下是关联成像技术的一般工作流程：
数据采集：从不同视角或使用不同传感器采集到多个图像，这些图像可能具有不同的视角、曝光时间或焦距等参数。
配准（Registration）：将采集到的多个图像进行配准，即将它们对齐到一个共同的坐标系统中。
配准可以通过特征点匹配、相机标定或其他配准算法来实现。
目的是减小图像之间的几何差异和畸变。
图像融合（Fusion）：在配准后，将多个图像进行融合以生成最终的关联成像结果。
融合可以采用像素级的加权平均、多尺度图像融合、基于局部块的融合等算法。
目的是提高图像的清晰度、对比度和细节，并降低噪声和伪影。
图像增强和后处理：对关联成像结果进行增强和后处理，如去噪、锐化、对比度调整、颜色校正等，以进一步提升图像的质量和视觉效果。
关联成像技术在许多领域有广泛的应用，包括医学影像、卫星影像、安全监控、计算机视觉和虚拟现实等。
它可以提供更清晰、更准确的图像信息，帮助人们做出更可靠的决策和分析。