水下成像目标的三维显示是距离选通水下成像技术的一个新的研究方向。本文研究了一种循环步进延时距离选通技术,它通过循环步进延时同步控制模块改变延时时间,获得了不同距离上的水体断面图像。然后本文利用图像帧之间的距离信息来进行目标的三维重建,达到目标的整体视觉效果。文中给出了水下光电成像的理论,重点分析了循环步进延时距离选通成像系统涉及到的距离选通技术、步进延时同步控制技术等关键技术,讨论了激光器、CCD等相关组件的选择要求。在水下环境中,成像时因受到光线呈喇叭状散射的影响,从而导致所成图像中出现中间亮四周暗的亮度分布不均匀现象。本文针对这一不能真实反映实际景物灰度的现象,研究了基于同态滤波的激光水下图像预处理算法,消除了径向的光强差异。然后本文利用MC和光线投射等三维显示算法实现了距离选通图像序列的三维显示,由于光线投射算法避免了MC算法中的分割步骤,其视觉效果要好于MC算法；最后实测视频图像仿真验证了本算法的有效性。