强度关联遥感成像技术

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1、航天返回与遥感第32卷第5期SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2011年10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，上海201800)摘要过去十多年中，利用光场的量子(或经典)涨落及其关联获取目标图像信息的量子(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，为图像信息的获取提供了一条可突破传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．并简要讨论其在遥感领域中的应用前景和需要进一步研究的若干课题关键词强度关联

2、成像稀疏性遥感中图分类号：0431．2文献标识码：A文章编号：1009—8518(2011)05一O044一O8IntensityCorrelationImagingTechnologyforRemoteSensingHanShensheng(ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，Shanghai201800，China)AbstractInthepastdecade，duetothecontinuouslydevelopmentintheresearchfieldsofquan

3、tum(orin-tensity)correlationimagingtechnologywhichobtainedtheimaginginformationofobjectsviathequantum(orclassic)fluctuationandtheircorelationoflightfieldsandthesignalprocessingtechnologywithadaptivesparsestructuredrepresentations，anewkindofimagingtechnology，whichca

4、nbreakthroughthediffractionlimitofimagingresolveabilityandtheNyqnistlimitofimagingrecordingeficiencyofconventionalimagingequipments，hasemerged．Inthepaper．abriefintroductionofthestateoftheartofintensitycorelationimagingtechnologyandthepossibilityofitsapplicationsinr

5、emotesensingfield，togetherwithsometopicswhichneedmoreinvesti—gations，willbediscussedandpresented．KeywordsIntensitycorelationimagingSparsityRemotesensing1引言半个世纪之前，P．Elias，D．s．Grey,D．E．Robinson和E．L．O’neill等人将香农经典信息论的相关概念与光的波动理论相结合，从信息的获取和传递这一角度统一地处理光学图像信息的获取和变换，创立了Fo

6、urier光学的基本理论框架I]。由于传统的光学成像系统和通讯系统都是线性时不变系统，因此它们都可以用古典的Fourier分析作为其主要的数学工具。图1及以下公式显示了一个传统的光学成像系统及其在收稿日期：2011-04—12基金项目：国家863计划(2011AA120102)资助。46航天返回与遥感2011年第32卷2电磁场的相干性理论与强度关联成像经典的几何光学、波动光学及Fourier光学将光场视作为可用确定性理论描述的对象。但是，在爱因斯坦100多年前提出光子的概念之后，人们就已经意识到光具有波粒二象性，对光场的准确

7、完备描述必须引入统计性的方法。20世纪50至60年代，E．Wolf,L．Mandel和R．J．Glauber等人分别从经典和量子的角度出发建立了可描述电磁场统计随机性质的电磁场的经典及量子相干性理论[，从而进一步加深了人们对电磁场本质的理解，使得对包括电磁场的内禀不确定性涨落现象在内的电磁场行为的完整描述和准确预言可以包含在一个统一的理论框架内。此外，CCD和平衡差分探测等现代光电探测器件和技术的发展使得实时记录光场的空间涨落分布成为可能，这些技术进步为发展不同于Fourier光学的新的光学成像方法提供了技术支撑。1994年

8、，巴西的Ribeiro等人通过参量下转换的动量纠缠光源，以“符合计数”的方式观测到第一例“双光子干涉条纹”171，1995年美国史砚华小组也通过参量下转换获得的动量纠缠光源，观察到“鬼干涉”和衍射嗍，这些工作揭开了世界范围内量子关联成像(也称之为双光子关联成像、或强度关联成像、鬼成像)技术