水体中悬浮粒子对光的散射导致浑浊水下成像质量下降。偏振光学成像技术可基于偏振信息分离散射光和信号光，是浑浊水下成像的有效方法。然而，现有的水下偏振成像技术主要从空域分离散射光和信号光，对于散射光的抑制效果较为有限。利用散射光和信号光在频域的差异性，基于对偏振图像频谱信息的处理实现了对后向散射光的有效抑制，从而实现了成像清晰度的显著提升。在不同浑浊程度水体环境下对于不同物体开展了多组实验，实验结果表明，所提方法相对于传统的水下偏振成像方法可更好地抑制后向散射光和凸显物体信号光，最终实现在浑浊水体环境下的清晰成像，尤其对于高浑浊水体，成像清晰度提升效果明显。

将压缩传感理论引入超分辨率成像，得益于绝大多数图像在变换域中普遍具有稀疏性。在介绍压缩感知原理基础上，通过仿真分析表明，二维图像在变换域具有稀疏性；测量矩阵的性能越好重建图像效果越好；压缩感知采样仅用相当于传统图像30%测量值，就能恢复出与传统采样相当质量的图像；相对GPSR、GPSR+TV等算法，ADM算法超分辨率图像重建效果更佳。提出了一套基于4f系统的棱镜反射式压缩编码孔径光学成像系统，采用SLM作为编码模板完成对目标图像的调制和压缩，通过开发的基于全变分稀疏重建的ADM算法软件，实现了重建图像分辨率比CCD采集到的图像分辨率提高4倍的超分辨率重建效果。压缩感知成像技术解决了传统成像系统存在图像分辨率低、数据存储压力大、数据传输速度慢等问题，具有巨大应用潜力。