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在大气湍流环境下成像系统的分辨率受到了严重限制，导致采集的目标物体图像模糊不清，对目标的识别和跟踪造成很大的困难。如何克服大气湍流对成像系统的影响成为十分紧迫与非常关键的问题，该课题一直备受各国学者的关注。国内外学者在消除大气湍流影响、高分辨成像方面做了大量的研究工作，提出了一系列的成像技术并应用到克服大气湍流的影响中。这些技术可以分为实时成像技术和事后图像处理技术。本文主要研究内容分为两个部分。 第一部分针对新型实时成像技术——鬼成像技术，对该技术结合自适应光学和双波长技术在大气湍流中的性能进行研究，包括两个方面: 1.自适应光学鬼成像技术。提出将自适应光学系统应用到鬼成像系统中校正光源到目标物体路径湍流的影响。在本实验室现有的自适应光学仿真程序基础上，对该系统的性能进行了仿真研究，并对自适应光学系统单元数对成像质量的影响进行了探讨。仿真结果表明，加入自适应光学校正系统后，鬼成像系统的分辨率得到较大的提高，且分辨率随着自适应光学系统的单元数的减少而逐渐降低。 2.双波长鬼成像系统。提出使用两套空间光调制器来分别对两束光调制使其具有相同的相位分布，满足鬼成像系统对参考光和信号光具有相关性的要求。从广义惠更斯-菲涅耳积分公式出发，最后给出常规和计算双波长鬼成像系统在大气湍流中的成像公式。采用数值仿真的形式对系统的分辨率和视场进行了分析。 第二部分对事后图像处理技术盲解卷积算法复原大气湍流退化图像进行了探索，包括三个方面: 1.采用多帧算法来处理单帧湍流退化图像。对等晕区的单帧退化图像进行分割处理后，提出使用多帧算法处理分割图像获取点扩散函数，再用反卷积算法对图像进行复原。该算法和常规单帧复原算法对计算机仿真图像进行复原效果比较，并对实际采集的退化图像进行复原研究。实验结果表明，该算法复原图像质量改善明显。 2.多帧盲解卷积算法复原湍流退化图像。在常规盲解卷积算法的非负约束、支持域约束和能量守恒约束的条件下，提出使用带宽有限约束和图像细节保护约束。对计算机仿真的湍流退化图像进行复原研究。实验结果表明，充分利用各种约束条件后，复原图像质量有了很大的提高，且该算法可以处理图像间存在位移偏差的情况。 3.复原空间偏离和湍流退化图像。对多帧图像间存在水平和旋转偏移的情况，采用频率内图像匹配预处理方法对空间偏离进行校正。利用点扩散函数的差异性，提出了改进的多帧盲解卷积算法，并采用该算法对预处理匹配后的图像进行复原。实验结果表明，该算法能够复原出很好的目标图像。