分辨率是荧光显微成像的重要指标,但传统的分辨率评估方法并未考虑样本抖动、环境噪声等实际成像条件,且存在较多适用限制,不能客观地对荧光显微图像质量和系统实际分辨能力进行评估。因此发展无需基于实际成像条件的图像分辨率评估方法具有重要意义。此外,由于荧光显微图像通常是样本经系统点扩散函数（Point Spread Function,PSF）退化的结果,为了提高荧光显微图像的质量,需要结合图像复原方法对图像的模糊和噪声进行最大程度的消除,恢复其结构细节,提高图像分辨率。目前常采用理论计算的固定PSF作为图像复原方法的输入,不能准确拟合实际成像的PSF,而PSF的拟合准确度直接影响图像复原效果,因此对系统实际PSF实时拟合的研究也至关重要。论文就上述问题作了系统性研究,主要研究成果如下:（1）针对二维图像分辨率评估问题,基于频域空间的傅里叶环相关性（Fourier Ring Correlation,FRC）方法可以无需基于实际成像条件评估图像的分辨率,通过实际荧光显微图像分辨率测量实验对其有效性进行了验证。实验表明,FRC可以避免由实际成像条件未知造成的分辨率评估不准确问题,其分辨率评估结果与理论计算分辨率相差仅1.1%。（2）针对三维图像分辨率评估问题,由FRC推广至三维的傅里叶壳层相关性（Fourier Shell Correlation,FSC）方法仅能得到各向同性分辨率结果,对分辨率各向异性的荧光显微图像不适用,本文采用基于FSC壳层选择模型轴向改良后的切片傅里叶壳层相关（Sectioned Fourier Shell Correlation,sFSC）方法对三维显微图像分辨率进行评估,并通过分辨率测量实验对其有效性进行了验证。实验表明,与传统分辨率评估方法相比,该方法对图像噪声等因素更为敏感,且可以在实际成像条件未知的情况下,客观地完成三维显微图像分辨率的评估,其横向分辨率结果与理论计算和实际实验半高全宽（Full Width at Half Maximum,FWHM）测量的结果相差6.8%和6.1%。（3）在应用方面,借助图像分辨率评估方法实时拟合PSF用于图像复原方法,并通过对比仿真与实际生物样本成像数据复原前后的图像质量评价指标发现,在图像先验知识未知的情况下,该方法可以获得更优异、更稳定的图像复原和噪声抑制效果,所得复原图像的分辨率有更好表现。以三维维纳滤波图像复原算法中应用为例,复原图像的横向分辨率提升了14.5%,纵向分辨率提升了33.2%。综上,本文研究的分辨率评估方法,可以在实际成像条件未知的情况下,完成二维和三维显微图像的分辨率评估,将其应用于图像复原方法中,可以获得更好的图像复原效果,有望为显微成像领域的系统成像质量评价和图像复原方法提供帮助。