多孔径成像是一种融合了仿生复眼视觉的新型成像方法, 具有小型化、大视场、高分辨率等多种优势, 但由于每个子孔径对应的单元图像分辨率过低, 导致其成像质量和视场角的提升十分有限。为了进一步提高成像分辨率和探测视场, 基于压缩感知理论设计随机编码模板, 并紧贴子孔径放置对入射光场进行调制, 通过单次曝光记录编码后的低分辨率单元图像阵列, 利用稀疏优化算法, 重构所有低分辨率单元图像获得超分辨率大视场图像。理论分析和仿真实验证明了该方法的有效性。该方法不仅能兼顾大视场高分辨率成像, 而且大大缩小系统等效焦距, 具有薄层结构, 体积小而重量轻, 可为微光机电一体化系统的研制设计提供借鉴。