文 献 综 述
一、研究背景
三维重构是计算机视觉研究领域的一个难点和热点。三维重构是指通过相机获得空间目标的二维图像信息，然后在计算机中利用相关图像处理算法，实现空间物体的方位、立体形状等集合信息的重建。三维重构已经广泛应用于虚拟现实、军事打击和场景重建等大量领域中。
20世纪以来，量子光学蓬勃发展，随着研究的深入，量子关联成像出现了。关联成像(correlated imaging)，又称“鬼”成像(ghost imaging，GI)，是近年来光学领域的研究热点之一。传统的经典成像是探测光场的一阶关联，探测器需要对准成像物体直接记录光强和相位分布信息，但它的成像受瑞利衍射极限的限制和周围环境的影响。而关联成像则是一种特殊的非直接成像方式，它利用光场的二阶或高阶关联，通过两个或多个探测器对物体进行测量，间接重构出物体图像，因此能够“离物成像”。在军事、生物医学等广泛领域中，关联成像都能提供高质量成像的可能性，具有非常重要的理论意义和应用前景。
二、国内外发展现状及研究成果
1.关联成像（鬼成像）
关联成像的最初想法是在研究参量下转换纠缠光子对在局域测量下的行为时被提出的。早期研究者们把参量下转换光子对间的量子纠缠性质视作实现关联成像的必要条件。1995年，美国马里兰大学史砚华小组利用自发参量下转换产生的纠缠光子对，首次在实验上观察到关联成像[10]；2001年，波斯顿大学A. F. Abouraddy等指出量子纠缠是实现量子成像的先决条件，由此引发了人们用经典光源实现关联成像的实验研究和理论探讨。早期很多科学家错误地认为只有具有量子的纠缠特性，才能实现关联成像，并认为这是一种量子效应，直到2002年，情况才发生了很大的转变。2002年，R. S. Bennink等利用随机指向的激光束首次实现了热光的关联成像，其理论是基于光场的二阶强度关联函数。很快，科学家就对经典热光源产生关联成像给出了理论解释。此后，大家普遍认为量子纠缠光源和经典的热光源都可以用来实现关联成像。2002~2005年，许多课题组先后用赝热光源实现了关联成像。
传统的关联成像具有物象分离的优点，但在实验过程中必须搭建信号光路和参考光路进行关联测量，使得实验的操作和程序更加繁杂，而计算关联成像的提出有效解决了这一问题。2008年，美国麻省理工学院Shapiro 首次提出计算关联成像理论，指出关联成像中参考臂信息实际上可以通过对光场的计算得出，因此并不一定需要参考光和参考探测器[11]。2009年，来自以色列的科学家首次在实验上实现了计算关联成像。计算关联成像的实验光路比热光关联成像光路更简单，实用性更强，但由于空间光调制器投射到物体上的光场会发生变换，会给关联成像带来大量的噪声，因此，对于高性能的关联成像方法的研究具有十分重大的意义。
近年来，关联成像技术在各个领域展现了其重要的应用价值。韩申生研究组在2012年至2016年间，提出、完善和实现了3D遥感成像理论。2018年陈黎明教授团队提出的超低辐射X射线关联成像是生物医学领域一项重大突破。2016年曹飞、赵生妹提出了一种基于计算关联成像(CGI)的Toeplitz矩阵和轴向距离的双密钥光学加密方案[3]。2019年3月26日，厦门大学物理科学与技术学院陈理想教授课题组在《Physical Review Letters》上发文，通过光场调控，创造性地将传统的模式识别技术与量子关联成像融合起来，首次实现了量子人脸识别技术[4]。
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