研究了在压缩感知基础上发展起来的3D单像素相机的成像机制。基于现场可编程的阵列(FPGA)和FMC子板设计了一种可以代替雪崩光电二极管(APD)单光子探测器的高速3D单像素数据采集系统, 以提高现有3D单像素相机系统的数据采集速度、降低系统成本。该系统基于Xilinx公司的FPGA和4DSP公司的FMC126子卡, 配合高速光电探测器来实现对光信号的高速采集, 同时获得目标物体反射光的光强信息和纵向距离信息, 其采样率为5 GS/s、分辨率为10 bit。系统采用脉冲采样模式, 最大程度地降低了数据量和计算成本。实验结果表明: 在用800 ps半脉宽的脉冲激光器作为光源时, 可以得到20 cm以上的纵向分辨率, 每次数字微镜阵列(DMD)调制后的采集时间由目标物体的纵向长度决定。该系统也适合激光三维成像, 脉冲激光测距等方面的应用。

散射介质对传统成像的影响非常大，散射严重时甚至使传统成像方式完全失效。如何在存在散射介质的情况下得到高分辨率的图像是人们一直关注的技术。将投影仪应用于关联成像(GI)，可以在实验室内实现“街角成像”，即利用墙面的漫反射对墙角另一侧无法直接成像的物体进行成像，并在此基础上实现了对隐藏在散射介质后的物体进行成像。该成像方案省去了传统关联成像系统中的参考臂的测量，使用一个无空间分辨能力的桶探测器即可实现。对比实验结果与传统方式得到的结果并分析实验的分辨率以及影响因素，证明了使用投影仪等普通光源在存在散射介质的情况下成像的可行性。