在利用抛物反射面对电磁干扰源成像过程中，由于系统衍射受限导致干扰源成像模糊，分辨率低，难以分辨，由于不同频率不同区域干扰源所成图像分辨率不同，具有分区域多分辨率的特征，采用已有超分辨算法难以提高分辨率。利用Mean Shift算法，在原有算法基础上改进使其能够适应多分辨率的电磁干扰源成像，在图像分割的基础上对多分辨率图像进行分块抽离，并采用基于L_R迭代的盲反卷积算法分别对各区域进行分辨率的提高，仿真结果表明算法能够适应对干扰源的多分辨率电磁成像并提高分辨率。

采用频域多帧循环迭代解卷积算法(CIBD)，针对提高复原图像的准确性和快速性两个方面进行研究。以退化序列中任意帧作为起始帧，逐次增加迭代帧，确保更多的观测帧参与循环迭代解卷积以增加复原的准确性；通过图像间的相关矩阵估计初始点扩展函数(PSF)，采用尺度梯度投影法，自适应迭代步长，增加迭代终止条件等措施提高算法的收敛速度。实验结果表明，采用提议的算法能够有效地重建不同大气湍流条件下的远距离观测图像，性能优于传统多帧盲反卷积(MBD)迭代算法。

三维(3D)非扫描激光雷达具有多表面目标距离分辨能力，可以用于对隐藏和伪装目标的识别。为了快速、准确地估计3D非扫描激光雷达多表面目标距离信息，提出了基于期望值最大化（EM）的单像素多表面目标的距离估计算法，通过对系统点扩展函数的参数化，该算法可以同时估计出成像系统点扩展函数和目标的距离信息。仿真实验结果表明，相比于传统的混合高斯匹配算法和维纳空间滤波算法，该算法在系统点扩展函数未知的条件下，可以将目标的距离估计精度分别提升大约70%和40%。

为了快速准确地复原湍流退化图像，采用了一种基于时域相关特性的频域多帧迭代解卷积算法。算法将时域特性和Tichonov正则化引入到代价函数，同时对点扩展函数(PSF)施加非负支持域约束、带宽约束和能量约束。采用二阶共轭梯度交替迭代解卷积频域代价函数快速估计PSF和恢复图像。通过各向异性的结构自适应调节滤波处理，达到提升图像细节和消除噪声的目的。实验结果表明，提出的算法能够有效地复原湍流退化图像，具有较高的抗噪能力。

提出一种新的虚拟光学加密方法，该方法分3个步骤将两幅图像隐藏于3个随机相位板中。将两幅图像分别作为相位和幅度信息隐藏于一个复数场中，利用随机相位板作为参考光，并采用数字全息术将该复数场转换成平稳随机白噪声，利用干涉加密原理进一步将此白噪声储存于2个随机相位板中，从而将两幅图像信息隐藏于3个纯随机相位板中。该方法原理简单，无需进行迭代操作。计算机模拟结果显示：任何一个密钥错误，均无法得到原始图像的任何信息。同时，解密过程对系统中距离及波长等参数非常敏感，较大地提升了系统的安全性。

为了快速、准确地在轨估算空间光学遥感成像系统的点扩展函数(PSF)，提出了基于多通道盲反卷积（MBD）的估算方法，避免了以往方法依赖靶标及时间开销大等缺点。从单幅遥感图像中，提取多幅具有局部一致背景的目标子图像，进行交替最小化的迭代盲反卷积计算。在Intel Core i5-2400 3.1 GHz主频的计算机Matlab软件平台上，使用两幅无噪子图像只需0.4917 s即可达到均方误差百分率为1.1%的PSF估算结果；使用信噪比为45 dB的两幅含噪子图像，其均方误差百分率可达到5.9%。由估算的PSF复原图像时，可以将灰度平均梯度由5.7提高至7.1，拉普拉斯能量由29提高至46。估算精度与运行速度均优于常用的倾斜刃边法。

为了快速准确地恢复湍流退化图像,提出了Huber正则 化Richardson-Lucy(R-L)加速迭代盲反卷积(IBD)算法。 根据图像滤波处理结果,采用Huber函数自适应地选择一阶范数和二阶范数正则化约束, 增加算法收敛速度同时提高图像细节和边界复原质量。引入基于泰勒级数的二阶矢量外推加速方法,进一步增加迭代的收敛速度。 实验结果表明,采用提议的算法需要的迭代次数较少,适用于实时性要求较高的场合,复原图像的主客观质量均有所提高。

提出了一种虚拟光学加密系统。该光学加密系统采用了同轴全息技术的基本架构，将被加密图像作为被记录物体，而在参考光波及干涉场光路中分别引入两个独立的随机相位板,全息面上的输出即为加密结果，这两个随机相位板即为加密及解密所用密钥。理论分析表明，在恰当设置物光波与参考光波衍射场比例的情况下，任意一灰度图像均可被加密为平稳的复随机白噪声，可以抵御盲反卷积攻击。采用计算机模拟，证实了该系统的加密效果及对抗暴力攻击的能力。研究了解密时附加参数及噪音攻击对解密结果的影响，结果表明本系统抗噪音攻击能力一般，但对附加参数有极高的敏感性。

通过对双随机相位编码光学加密系统中空域的随机相位模板进行置换，提出采用随机振幅 -相位模板对图像进行加密的新方法。理论分析表明，当随机振幅板为零均值白噪声且与频域相位板统计独立时，被加密图像的自相关函数为二维冲击函数，表明原始图像被加密为平稳的复随机白噪声，因而可以抵御盲反卷积攻击。采用计算机进行模拟，证实了所提方法的有效性。最后讨论了该方法相对于双随机相位编码系统的优越性：对空域密钥的统计学要求更低、在频域密钥泄露情况下系统鲁棒性更强。但是，由于物理上不存在幅度为负值的光波，因此该系统只能使用数字虚拟的方法来实现。

由于水体对激光存在着不可克服的吸收和散射效应,距离选通水下激光成像系统所获得的图像存在不同程度的劣化问题,具有信噪比低、边缘模糊等特点。为提高图像质量,将基于模糊度量的盲去卷积方法应用于激光水下成像的图像复原中。结合威尔斯小角度近似得出的点扩展函数与调制传递函数,分别讨论了最大期望,最小均方与多次乘法迭代盲去卷积算法,并引入模糊度量方法判断盲去卷积算法的最佳迭代次数,获取最佳质量的复原图像。