三维成像方法按照扫描方式分为扫描式成像，非扫描式二维阵列成像和新兴的基于空间光调制式成像。扫描式成像的不足：体积大、获得高分辨率成像时耗时长；非扫描二维阵列式成像改善了扫描式体积大和耗时长问题，但是在信噪比和分辨率方面受探测器阵列的限制。近年来，随着压缩感知信号处理方法的提出，出现了一种新的基于空间光调制器式的成像方法，该方法在成像速度和成像分辨率上较传统的三维成像有明显改善。2012年MIT提出了利用压缩感知理论的基于空间光调制器的三维成像方法，用空间光调制器和单点探测器APD代替了二维探测器阵列，并制作了原理样机。2013年本课题组提了出基于相位测距的三维压缩成像方法，并进行了理论仿真验证。本文对基于相位测距的三维压缩成像方法进行进一步研究。提出了更优的恢复算法和测相方法，同时考虑了系统中产生的噪声，进行去噪方法研究以及考虑采用多频率测量以进一步提高测距精度和测距范围。对整个成像系统的信号处理方案进行研究，仿真成像过程，确定最优的解决方案，最后在仿真实验的基础上设计了实验方案。