鬼成像也称为量子成像,是一种通过光场强度涨落关联运算获取目标物体图像的成像技术。自20世纪90年代以来,鬼成像凭借其抗干扰、超分辨等特性成为了前沿热点,在遥感、雷达、超分辨成像、生物医学等众多领域展现出巨大的潜力。如何在复杂环境下实现高质量成像是传统成像面临的问题和挑战,因此开展复杂环境下高质量鬼成像的研究工作显得尤为重要。本人开展在复杂环境下高质量鬼成像方面的相关研究工作,论文主要分为以下几个部分:第一部分是绪论,包括前两章。第一章介绍了本文的研究背景和研究意义,回顾了鬼成像的发展历史和国内外研究现状,并阐述了本文的主要研究内容。第二章阐述了光源的相干性和鬼成像的基本概念及理论推导过程。第二部分为水下鬼成像的研究,包括第三章。该章节先是探讨了洛伦兹整形光源的无衍射特性在远距离水下成像的优越性,实现了基于洛伦兹光源的水下复杂环境高质量鬼成像。在无湍流或弱湍流情况下通过调整洛伦兹光源的调制因子,可以显著提高远距离水下计算鬼成像系统的成像质量。即使有较强的湍流,通过适当降低调制因子,成像质量仍然可以得到一定程度的提高。因此,基于鬼成像技术和洛伦兹光源实现了强湍流条件下水下目标物体的高清成像,该工作可能会有利于远距离水下成像和潜艇通信工作的应用。第三部分为轴向运动物体鬼成像的研究,包括第四章。本章探讨了强散射环境下轴向复杂运动模式物体的高质量成像问题。从光源整形出发,利用余弦整形光源照明轴向运动的物体,设计成像算法。讨论了余弦整形光源不同参数、物体不同运动模式对成像质量的影响。研究表明,选择适当的余弦光源的模式数和最大周期可以有效地提高重建图像的分辨率。余弦光源适用于不同运动模型的轴向快速运动目标,如匀速运动、加速度运动和随机运动,这为复杂运动目标的成像打开了一扇新的大门。即使存在强散射介质的情况,仍能重建静态或动态物体的高质量图像。该工作很好地解决轴向快速运动目标不同运动模型的成像问题,在前视激光雷达探测中有发展潜力。第四部分为异步计算鬼成像的研究,包括第五章。本章进行了强散射环境下异步计算鬼成像的研究。不同与之前鬼成像的同步探测模式,本文设计了一种异步探测的方式,该探测方式下光源的刷新率大于慢积分探测器的刷新率。本文理论推导了成像算法并通过实验验证了异步探测计算鬼成像的可行性。在提升成像质量方面,本文结合压缩感知算法在系统中重构了两个物体的高质量鬼成像,其测量次数要比同步探测少得多。在强散射环境下,即使存在很强的散射介质干扰,仍然通过异步探测重构物体的图像。因此,本文工作丰富了鬼成像系统在探测方面的应用,这为鬼成像在实际应用中的发展实现提供了巨大的潜力,特别是在X射线成像或超弱光场景中。最后一章为总结,该章节对全文的核心重点进行了提取,并对后续的工作进行了展望。