为提升水下图像的视觉效果,提出了基于红色暗通道先验(RDCP)和逆滤波的水下图像复原算法。该算法首先简化Jaffe-McGlamery水下光学成像模型,在此基础上,利用RDCP消除水下成像过程中后向散射引起的图像雾化效果;然后结合各通道透射率图与光学传递函数的数学关系,采用逆滤波去除前向散射分量;最后采用基于高斯分布的线性拉伸提高图像对比度。使用该算法与几种主流的水下图像处理算法对多种水下环境拍摄得到的图像进行处理,并计算信息熵等客观评价指标。实验结果表明,该算法能够更好地平衡图像的色度、对比度及饱和度,视觉效果更接近自然场景下的图像。

聚焦扫描成像模型作为一种有效的计算成像手段，可以实现大景深拓展。从模糊函数理论出发，提出聚焦扫描的逆滤波计算成像模型，并对景深拓展性能进行分析。根据光学系统模糊函数与光学传递函数的关系，利用聚焦误差推演出聚焦扫描成像的光学传递函数。对光学传递函数的近似三维空间不变性给出理论分析，并基于此光学传递函数建立聚焦扫描的逆滤波计算成像模型。以具体成像模型为例，利用HOPKINS判据，分析了不同扫描范围对该成像模型景深拓展性能的影响。通过数值模拟验证了聚焦扫描成像光学模型传递函数的正确性；利用逆滤波方法对扫描范围分别为0.09,0.18,0.36 mm的聚焦扫描成像模型进行计算成像，并对成像效果进行了分析比较。结果表明:聚焦扫描成像模型可以实现景深拓展；随着扫描范围增加，景深拓展性能提高。

基于衍射成像理论，用洛默尔函数得到仅有场曲的像点的光强分布积分式，进而得到像面对高斯面的偏离误差——场曲的解析式，结合模拟实验，探讨了无像散场曲和无像散像点的光强分布，分析它的三维形态图、斯特列尔比、逆滤波场曲校正等，所得结果有利于衍射成像理论与技术的应用。

在哈达码变换成像光谱仪中，哈达码解码是非常重要的，其中噪声对解码又带来一定的影响.介绍了哈达码变换成像光谱仪的基本原理，在此基础上重点分析了用逆滤波法对哈达码解码的算法.在实际的成像过程中，由于会不可避免地引进噪声，通过分析，初步研究了高斯模糊噪声对哈达码解码算法的影响，并给出了计算机仿真结果，对于进一步研究哈达码解码算法具有重要意义.

针对目前常规器件构成的4f 信息光学系统空不变性能不足的问题，为在现有条件下对4f 信息光学系统使用逆滤波方法现实去噪提出一种改进方法。该方法利用光学系统的并行优势，通过一次光学实验获取所有输入点扩散函数的组合信息——系统的阶跃响应，再利用线性性质对输出图像进行逆滤波去噪。实验结果表明，该方法在现有常规器件条件下实现了逆滤波，能明显改善4f 系统输出图像质量并很好的保留凸显细节信息，并且不增加光学试验的复杂度和时间，同时还可以降低后期逆滤波算法的复杂度，节省计算时间。

图像退化是引起X射线探测器图像质量下降的主要原因。图像恢复，可以提高系统的分辨率和对比度灵敏度。通过对射线成像系统图像退化的分析，介绍了反滤波信号恢复方法，并提出了一种近似恢复算法，该算法将反滤波恢复近似为除法运算的恢复。给出了恢复前后的图像及标准差的对比，实验结果表明了该算法的有效性。