近年来,光电成像技术已广泛应用于工业、医学、生物等各个领域。尤其在军事和医学领域,其应用更为广泛。但在目标区域被遮挡或视场受限的情况下,普通成像技术并不能获取目标图像。如在军事和反恐领域,解救室内人质时,由于目标被墙壁等遮挡,在安全或谈判距离内,常规成像系统因目标遮挡或视场受限,通常无法实时获取室内的相关信息,给制定营救方案带来困难。通过非常规探测手段进行信息获取和目标成像成为必然,结合应用场景特点,论文提出并研究了一种基于阵列相机的锁孔成像探测方法,以求解决上述问题。本文阐述的基于阵列相机的锁孔成像方法可以透过微小锁孔对室内遮蔽目标进行成像,该方法利用阵列相机远距离多角度对锁孔后方进行拍摄,来获取锁孔后方多角度视频序列,然后通过视频拼接技术获取目标区域视频图像,最终达到扩展视场并对被遮挡目标清晰成像的目的。本文在分析锁孔成像理论的基础上,探讨了目标子区域提取及拼接方法。提出了一种孔径图像提取方法来获取锁孔后有效目标子区域。通过对每帧图像进行预处理,并利用Canny算子和数学形态学方法对目标区域进行定位,来获取目标区域视频图像。获取目标子区域图像后,针对子区域图像拼接需求首先利用SIFT算法进行特征提取与初匹配,并对误匹配进行剔除。其次,运用投影变换模型和Ransac算法求解初始变换矩阵。为更好地实现变换矩阵视频拼接算法,提出了一种变换矩阵的优化方法,利用优化后的变换矩阵进行后续视频图像帧序列的拼接,进而得到目标区域较大视场范围的视频图像。在上述分析基础上,进行了视频拼接仿真模拟实验,通过对比原始视频与拼接后视频图像帧序列质量评价结果,验证了变换矩阵视频拼接算法的可行性。最后,在完成锁孔成像系统仿真模拟的基础上,设计搭建了2×2阵列成像系统,并进行了三种不同场景下的锁孔成像实验。实验结果表明,锁孔成像方法得到的大视场目标区域视频画面清晰自然,亮度过渡平滑,视频中没有明显的人工拼接痕迹,验证了锁孔成像系统在不同场景中的适用性、稳定性。