在天文观测和生物医学成像等领域中,需要成像系统能够对目标进行高分辨率成像。然而大气或血液湍流的存在使得目标的强度分布在通过成像系统后产生湍流退化,使得成像质量严重下降从而无法准确判断所观测目标的细节信息。常见减小湍流影响的方法主要分两种,一种是减小观测目标和成像系统之间湍流大小,例如在高山上建立观测站或将成像系统发射到太空中,从而尽可能减小湍流带来的影响。另一种方法则是采用自适应光学系统补偿误差。高海拔观测站观测时仍然需要良好气象条件,无法实现全天候观测。空间望远镜部署动辄百亿美元起步,且难以进行维护和修理。自适应光学系统尽管可在地面部署,但湍流强度过大时会导致Shack-Hartmann传感器定标失准,从而无法正常进行波前校正。目前,仍然缺少一种简便易行,能够克服湍流进行高分辨成像的有效方法。本文主要工作内容如下:1.提出了一种基于维纳滤波器的迭代成像算法,克服了传统算法分辨率低、应用场景窄的缺点。本算法采用不同湍流下多张退化图像作为数据输入,使用迭代算法进行重建,将不同湍流图像中的信息融合,使得结果信息量远超单张湍流退化图像信息量,在遇到偶发性极大湍流时也能保证重建结果准确可靠。同时此方法不依赖昂贵特种设备,具有系统结构简单,成本低廉,适用范围广阔的优点,有效实现了湍流退化图像高质量高分辨率重建。2.解决孔径编码成像技术难题,将分辨率由1.122lp/mm提升至2.520lp/mm。可以在保障图像细节信息不丢失前提下对噪声进行有效抑制,有效提升了重建图像信噪比,进而实现了高信噪比、高分辨率的图像重建过程,3.提高湍流条件下光学透镜成像系统成像质量,在特定情况下可将分辨率提升2.5倍以上。为了解决湍流变化快、波动剧烈且持续时间长的问题,本文提出了点扩散函数测量光路,通过在样品附近设置点光源,在采集湍流退化图像的同时对点光源像进行采集,达成了去除湍流扰动对目标观测影响的目的,在天文观测、生物医学成像等领域实际应用中,具有重要意义。