技術(shù)特征：

1.一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置，其特征在于，包括脈沖激光器(1)、光束整形系統(tǒng)(2)、接收光學(xué)系統(tǒng)(3)、單光子探測器(5)、時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)、計算機(jī)(7)；

脈沖激光器(1)發(fā)射激光并給時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)一個時間信號，脈沖激光器(1)出射的激光經(jīng)光束整形系統(tǒng)(2)整形后入射至墻體，墻體散射的激光經(jīng)目標(biāo)反射后再次入射至墻體，接收光學(xué)系統(tǒng)(3)接收墻體返回的激光，該激光入射至單光子探測器(5)，單光子探測器(5)的輸出端與時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)的輸入端連接，時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)的輸出端與計算機(jī)(7)相連；脈沖激光器(1)和單光子探測器(5)不斷進(jìn)行掃描。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置，其特征在于，還包括濾光片(4)，濾光片(4)位于墻體與單光子探測器(5)之間的光路中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置，其特征在于，還包括第一轉(zhuǎn)臺和第二轉(zhuǎn)臺，脈沖激光器(1)和單光子探測器(5)分別固定在第一轉(zhuǎn)臺和第二轉(zhuǎn)臺上，實現(xiàn)掃描。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置，其特征在于，還包括兩套振鏡掃描系統(tǒng)，兩套振鏡掃描系統(tǒng)分別使脈沖激光器(1)和單光子探測器(5)實現(xiàn)掃描。

5.基于權(quán)利要求1所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置的成像方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

脈沖激光器(1)發(fā)射激光并給時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)一個時間信號；

采用光束整形系統(tǒng)(2)對脈沖激光器(1)發(fā)射的激光進(jìn)行整形；

整形后的激光入射至墻體，墻體散射的激光經(jīng)目標(biāo)反射后再次入射至墻體；

接收光學(xué)系統(tǒng)(3)接收墻體返回的激光，并使接收光學(xué)系統(tǒng)(3)的像方視場與單光子探測器(5)的視場相同；

時間相關(guān)單光子計數(shù)器(6)計算入射至單光子探測器(5)的光子從脈沖激光器(1)出發(fā)到回到單光子探測器(5)的光子飛行時間，得到時間光子計數(shù)圖；

脈沖激光器(1)和單光子探測器(5)不斷進(jìn)行掃描，

得到多幅時間光子計數(shù)圖；

計算機(jī)(7)根據(jù)多幅時間光子計數(shù)圖對目標(biāo)的三維圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到三維圖像。

6.基于權(quán)利要求5所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置的成像方法，其特征在于，還包括采用濾光片(4)對墻體返回的激光進(jìn)行過濾的步驟。

7.基于權(quán)利要求5所述的一種掃描式光子計數(shù)非視域三維成像裝置的成像方法，其特征在于，計算機(jī)(7)根據(jù)多幅時間光子計數(shù)圖對目標(biāo)的三維圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到三維圖像，具體包括以下步驟：

反投影：

建立模型，脈沖激光器(1)位于L點，單光子探測器(5)位于D點，脈沖激光器(1)出射的激光入射于墻上的點為源點，S_j第j個源點，單光子探測器(5)對應(yīng)墻體上的一點，這一點為像點，I_i為第i個像點；

將每一幅時間光子圖反投影到三維空間中，時間光子計數(shù)圖中每個時刻的值都對應(yīng)三維空間中的一個橢球面，該橢球面以源點和像點為焦點，目標(biāo)的一點的空間坐標(biāo)(x,y,z)滿足下式：

||(x,y,z)-S_j||+||(x,y,z)-I_i||＝ct_ijk-||L-S_j||-||D-I_i||

其中，c為光速，t_ijk為第j個源點、第i個像點、第k個時間通道的光子飛行時間；所有橢球面在空間中交疊求和，形成一幅置信值圖V(x,y,z)；

濾波處理：

采用拉普拉斯濾波器進(jìn)行濾波，得到濾波置信圖V_f(x,y,z)

$V_f(x,y,z)={\▿}^{2}V(x,y,z);$

取閾處理：

對濾波置信圖V_f(x,y,z)進(jìn)行取閾處理，剔除低于閾值的值，得到目標(biāo)的三維圖像；閾值為βmax(V_f(x,y,z))，0＜β＜1。