随着激光测距技术的飞速发展,因其具有非接触、非破坏性、高速、远距离等特点,它已经逐渐应用于工业和日常生活中,并广泛应用于遥感、机器视觉、三维成像等领域。目前,三维成像技术主要包括:结构光三维成像、双目视觉三维成像和飞行时间三维成像技术。飞行时间三维成像利用光子在空间飞行的往返时间来测量物体景深。近几年,飞行时间技术优势显著,被广泛运用到灾难救援、遥感、通讯、手势识别、游戏互动、人脸识别、三维场景测量等领域。目前大部分飞行时间三维成像技术,对于高质量场景的重建效果不明显,对场景中大量的扫描照明点会限制采集速度,高空间分辨率、时间分辨率的焦平面阵列没有广泛应用。飞行时间传感器性能与传统彩色相机相比,其分辨率和信噪比较低。本文研究内容是将压缩感知理论引入飞行时间三维场景测量中,可以降低图像噪声,有效提高图像信噪比。飞行时间成像原理是发射和接收近红外光并通过计算光信号的相位差来获得场景深度,在一定程度上减少了背景光对成像干扰。但由于互补金属氧化物半导体特性,只有百分之十填充因子,因此反射信号占探测器的一小部分,导致图像信噪比、分辨率降低。本文利用迭代软阈值算法对飞行时间传感器获得低信噪比图像重构获得高信噪比图像,并在降低采样率时,还能获得高质量图像。本文进行数值模拟和基于飞行时间的压缩感知三维成像模拟仿真实验。模拟仿真在三维场景中重构二值图像,重构图像细节部分较原始图像更清晰,有效提高图像信噪比,并且在欠采样时,就可获得高信噪比图像。对比三维物体,在全采样时得到重构图像噪声减少,两幅图细节部分差别不明显,三维物体重构在细节部分恢复没有二值图细节恢复明显。通过评价图像质量指标,如结构相似性,信噪比,峰值信噪比和均方根误差等,经过模拟仿真得到重构图像对比原始图像质量增加,细节部分恢复明显,有效减少图像噪声减小,增加信噪比等优点。