太赫兹波通常是指频率范围在0.1THz-10THz内的电磁波,在光谱中介于微波频段和红外频段之间,具有相干性、低能性、穿透性、指纹特性、瞬态性等独特的特性,这使其在安防、军事和通信等领域具有极为广泛的应用前景。然而,太赫兹波段相关器件的匮乏极大限制了太赫兹成像技术的发展与推广。压缩感知理论作为一种新的信号处理理论,可以打破奈奎斯特采样定律的限制,以25%甚至更低的采样率精确重构信号,相比于传统成像技术能够大幅缩短成像时间。将压缩感知技术应用在太赫兹波段,同时使用对该波段较为灵敏的单像素探测器,可以有效地实现快速成像且成像系统结构简单、成本较低。但是,压缩感知作为一种新兴的理论体系,其在实验成像方面的应用尚有缺陷。本文基于前期的调研工作,首先指出目前常用的经典压缩感知成像方法抗噪能力较弱的缺陷,并针对这一缺陷提出了一种基于双像素的太赫兹波压缩感知成像方法,从理论和实验上验证了所提出方法的实用性和有效性。随后,针对太赫兹波段成像分辨率低的问题,结合分块压缩感知理论,提出了一种基于分块压缩感知的太赫兹波宽光束成像方法,一方面从理论和实验上验证了该方法的有效性和实用性,另一方面也结合该方法对分块压缩感知的进一步应用和当前技术仍存在的问题进行了初步探索。论文的主要创新点包括:1.采用透射反射相结合的双像素压缩感知方法进行成像,相比于传统的单路成像方法,其图像重构质量与抗噪能力都有所提升,为压缩感知技术在太赫兹成像领域的应用提供了新的思路。2.通过光源能量分布确定分块压缩感知成像中观测矩阵的最佳大小,结合计算机模拟,对四种观测矩阵进行了重构效果研究,进而采用伯努利矩阵替代高斯矩阵设计金属掩模板并获得了最佳的重构效果。3.通过采用宽光束调制采样的方法代替单像素随机采样方法,提高了分块压缩感知重构图像的稳定性和普适性,为分块压缩感知技术的进一步发展提供了参考。4.通过使用图像后期平滑处理代替观测矩阵优选和分块重叠的方法处理分块压缩感知成像结果中的边界效应,并结合两种平滑算法进行了初步的探索,为分块压缩感知理论的进一步完善提供了新的思路。