红外亚成像制导技术是由点源探测技术到成像制导技术的一种过渡, 由单元探测器和光机扫描装置组成.红外玫瑰线扫描亚成像系统是亚成像制导中的一种, 红外玫瑰线扫描亚成像系统按照特定的图案采集视场中的部分数据并得到一幅含有目标位置信息的亚图像.受单像素相机的启发, 主要研究红外玫瑰线扫描亚成像系统中的压缩成像.压缩感知可以在更少的采样数据条件下重构红外图像, 其应用到红外亚成像制导系统中一个关键的问题就是观测矩阵的构造.关于随机观测矩阵的研究已经比较广泛, 但随机矩阵很难实现.本文提出了一种简单的适用于红外玫瑰线扫描亚成像系统的确定性观测矩阵.此外还提出了一种快速有效的恢复算法, 称为优化子空间追踪算法.仿真结果显示构造的观测矩阵能够压缩和重构红外图像, 且重构效果优于随机高斯观测矩阵和随机伯努利观测矩阵, 提出的恢复算法也具有较好的表现.

压缩成像是一种基于压缩传感(CS)理论的新成像方法，其优点是可以用比传统的Nyquist采样定理所需测量数目少得多的测量值重建原稀疏或可压缩图像。在研究Bernoulli和Toeplitz测量矩阵的基础上，提出一种新的随机间距稀疏三元Toeplitz相位掩模矩阵。实验结果表明，在可压缩双透镜成像系统中，与Bernoulli和BernoulliToeplitz相位掩模矩阵相比，新相位掩模矩阵的成像信噪比与之相当。但是随机独立变元个数和非零元个数显著减少，在数据存储与传输时更具优势，物理上更易实现，甚至重建时间是只有它们的21%~66%。

在托普利兹和循环矩阵的基础上，提出一种新的托普利兹-循环块相位掩膜矩阵可压缩双透镜成像方法.模拟实验结果表明:新的相位掩膜矩阵压缩成像可以在显著减少测量的同时，有效地捕获图像信息来重建原始图像;新相位掩膜矩阵的研究为确定性测量在压缩成像领域的应用提供了更多的支撑，在拥有原托普利兹和循环确定性测量优点的同时，还拥有自身的块结构特点，可以进一步减少物理实现成本，为新的照相机的设计提供若干理论、计算和技术支撑.

压缩成像是压缩传感理论的重要应用领域之一，可以用比Nyquist测量数目少的测量值捕获充分信息重建稀疏或可压缩图像。在研究现有的压缩成像方法的基础上，给出一种新的循环托普利兹块相位掩模矩阵可压缩双透镜成像方法。模拟实验结果表明新的相位掩模矩阵成像方法可以在欠采样的情况下有效地获得图像信息来重建原始图像。新方法的研究为确定性测量在压缩成像领域的应用提供了更多的支撑，在拥有托普利兹和循环确定性测量优点的同时，还拥有自身的块结构特点，可以进一步减少物理实现成本。