细胞检测对诊断人们的健康状况有着关键的指导意义。无透镜细胞显微成像及分析技术为现代医学和生命科学提供了新的技术手段。针对目前无透镜细胞图像显微系统成像像素过低的问题,研究基于片上无透镜细胞检测系统的超分辨率重构技术,具有重要意义。针对无透镜面阵传感器图像采集系统采集的细胞图像像素过低的问题,提出并搭建一种基于线阵的CMOS图像传感器的超分辨率扫描成像的片上无透镜细胞图像采集系统,实现了细胞图像的采集及图像重构。为了分析影响扫描重构图像质量的因素,首先采用空间几何变换及基于均值的点扩散函数的下采样的方法,建立了基于线阵图像传感器超扫描模式的采集成像的模型。利用该模型分析了线阵图像传感器的像素填充因子、线阵图像传感器放置的倾斜角度、目标在微流控通道中流动的速度这三个因素对超分辨率扫描成像质量的影响。结果表明,随着填充因子的减小,重构图像峰值信噪比增加;当流速减小,角度减小时,重构图像峰值信噪比增加,成像质量提高。在此基础上,针对片上无透镜细胞检测系统的成像系统存在菲涅尔衍射的问题,通过频域的传递函数建立了衍射模型,再结合超扫描成像模型,对超分辨率扫描后的图像采用盲去卷积复原法、基于插值的畸变校正及衍射恢复,实现了具有衍射功能的片上无透镜细胞检测系统模型的建立。完成整个超分辨率的系统后,选用20倍显微镜采集的红细胞进行实验,验证系统成像模型及超分辨率重构的准确性。用人体静脉采集到的抗凝血进行实验,微通道中的细胞通过单线阵CMOS图像传感器超扫描成像得到畸变的衍射细胞图像,采用盲去卷积、畸变校正及衍射恢复等重构处理后得到正常形态的细胞图像。将重构的细胞图像分别与4倍和10倍光学显微镜下采集的细胞图像对比,说明了本文的超分辨率方法的可行及有效性。