随着现代探测手段的发展和光学系统的完善,人们对目标物体的探测技术也愈发成熟,但在一些充满噪声的复杂环境下,如何获得良好的重构结果和图像依旧是现在研究的重点和难点。非视域成像作为一种极特殊环境下的成像方式,不需要物体在可视范围内,这一特殊性使其在很多领域均有着巨大的应用前景,如搜索营救、军事反恐、无人驾驶、生物医学成像等。关联成像,作为一种新型的成像方式,利用结构光场在空间和时间上的相关性来获取目标物体的信息,与传统的成像方式相比,具备着对噪声更强的抗干扰能力,因此该方法在非视域成像领域中有着较大的应用潜力。本论文主要探究的是关联成像技术在非视域领域中的应用,根据时间和空间两个维度分为空间关联成像,即鬼成像,和时间关联成像,即时间相关单光子计数技术,并分别探讨两种技术在非视域领域中的两种特殊场景——“穿透散射介质成像”和“拐角成像”中的作用。空间关联成像通过多次探测结构光场和物体在空间分布上的相关性,利用关联算法恢复物体信息,不再需要满足传统方式中的成像关系,因此具有较好的抗干扰能力。不仅如此,当探测端处在充满散射介质的环境中时,如大气湍流、浓雾等,散射介质的散射作用也不再是影响成像的关键因素,因此该方法具备着穿透散射介质的能力。本文首先搭建了一套基于空间关联成像的实验系统,利用能够实现高速二值调制的空间光调制设备对结构光场进行控制,并采用仅有一个像素的桶探测器进行信号收集,根据关联算法恢复出目标物体的表面信息。随后与传统的CCD成像方式进行对比实验,探讨该系统在穿透散射介质成像中的应用潜力。最后,根据该系统提出了一种能够扩大视场范围的成像方法,利用散射介质的散射作用在一定程度上抵消了视场光阑的限制作用。时间关联成像由于其极高的灵敏度和响应能力,使其能够探测到极微弱的光信号,这在“拐角成像”中有着极大的作用。其原理来自于时间相关单光子计数技术,利用光子信号在时间上的相关性,通过统计学的方法获得光信号在时间上的分布,该方法具有极高的时间分辨能力和灵敏度,现已在激光雷达领域获得较快的发展。结合基于椭球层析的反投影算法,能够实现对视域外物体的高精度探测,其定位精度能够达到厘米量级。本文首先对该系统模型进行模拟仿真,在模拟上验证该方法的可行性,并分析该方法的影响因素以及不足之处。随后搭建了一套“拐角成像”的实验系统,利用超短脉冲激光器,单光子探测器以及时间相关单光子计数技术,对隐藏在角落处的目标物体进行探测。