目前激光成像技术正被广泛应用于军事和民用领域,而在各种成像场景中,障碍物对成像视线的遮挡是最为常见的情况。传统的成像方式无法对视线外的场景进行有效探测,因而急需要新的成像技术来解决这一问题。激光非视域成像技术是近年出现的一种新的成像技术,通过类似拐角成像的特殊成像方式,实现对隐藏目标的探测。得益于微弱光信号探测技术的发展,特别是具有单光子探测能力的光子探测器件的飞速发展,使得我们可以利用探测器接收多次散射光子所携带的时间信息,来实现对隐藏目标的场景重建。考虑到激光非视域成像对人眼安全的应用需求,本文提出了一种短波红外非视域成像机制,实现对视线外多个目标的三维重构,重建分辨率在15cm左右。根据非视域成像原理设计成像系统,搭建了成像实验系统,对非视域目标进行三维重建。我们的实验装置包含一个的1550nm波段的光纤飞秒激光器,脉宽90fs。由于光信号经历多次散射,最终探测器接收到的光信号非常弱,达到光子量级。我们利用高灵敏度的盖革APD探测器接收光子,时间分辨率可达150ps,利用时间相关单光子计数模块采集数据。分析了散射回来的时域信号的各个组成部分,并利用反投影三维重建算法,实现对视线外多个目标进行图像重构,准确还原了非视域场景内的目标个数及形状。分析了目标三维重建算法,并对其进行优化研究。对比分析了两种滤波算法,结果显示三维高斯拉普拉斯算法具有极强的边缘检测能力,能有效提取目标边缘信息,实现图像锐化。研究了滤波器参数对重建质量的影响。提出了一种分层阈值处理算法,选择三维图像中每层图像强度最大值的0.7倍作为阈值,对重建像中伪点噪声进行阈值操作,有效消除不同目标信号之间的相互干扰。研究了激光非视域成像系统的性能。实现了单点目标在非视域场景中的定位。基于搭建的系统,双点目标在横向和纵向的分辨率分别可达到15和5厘米量级。进行了非视域成像重构时间的研究,分析了不同采样点个数、范围以及单点不同的采样时间对成像质量的影响。该项技术成熟后,有望应用于战场监视、搜索营救、公共交通、医学诊疗等领域。