设计了一个4-f光学成像系统, 通过在光学系统成像透镜前加入二维正交光学频谱编码模板这一种新型的成像方式, 来提高成像分辨率切不受CCD像元的限制。改进了基于光学机械工程的编码版理论设计, 同时分析这些可在成像区域造成光学衍射的编码版不同的正交形式。方案中对总尺寸、形式以及编码板的参数进行了计算和讨论, 以确保符合所有波长的指标。另外, 设想了基于零到二级衍射的光谱信息, 可以在经过数学运算之后得到与原始输入对象相匹配的光谱数据。并经过理论研究、修正与算法仿真, 初步的测试系统结果表明编码版可以增加两倍的分辨率来降低同样倍数的视场。

将基于实际CCD模型的频谱编码方法引入光电成像系统，以克服CCD对空间分辨率的限制，实现几何超分辨成像。介绍了光学掩模实现几何超分辨成像的工作原理，基于实际的CCD模型在4f成像系统的频谱面上放置光学编码掩模来提高图像分辨率。对该成像系统模型进行了数学分析，从理论上证明了这种基于实际CCD模型的频谱编码方法的有效性。根据建立的理论完成了基于一维光学编码掩模方法的仿真实验。仿真结果表明：提出的方法能实现几何超分辨成像，解决了光电成像系统中因CCD欠采样造成的物频谱混叠和因像素尺寸非零而造成的低通效应问题。与传统的超分辨方法相比，该方法的系统结构简单、易实现。

随着光学成像到光电数字成像的转变, 如何提高CCD的几何分辨率已成为研制高分辨光电成像系统亟待解决的问题。从研究现状入手,给出了现有算法并指出不足之处`,建立了亚像元超分辨成像数学模型, 提出了亚像元的CCD几何超分辨方法：将两片线阵CCD集成在同一器件中, 在线阵方向上错开半个像元, 同时读出时间减半,最终交织重组图像数据, 合成高分辨率图像。利用MATLAB软件对双线性插值方法及亚像元成像方法进行了仿真, 并定性定量地分析了两种方法的效果。结果表明:亚像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2 倍,且两组仿真图像中的峰值信噪比比双线性插值图像分别高出1. 4864dB 和2.2070dB, 该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊, 且实时性优于双线性插值方法。