梯度折射率透镜具有体积小、质量轻、易于装配的优点,因而广泛应用于微型化光学系统中。当梯度折射率透镜用作内窥镜系统的物镜时,能够最大程度的缩小系统的体积,非常利于装置的小型化。用于内窥镜的梯度折射率透镜视场角为60°,而以常规透镜组（直径在4mm以内）为物镜的内窥镜视场角能达到80°,因而其视场性能不足以完全替代常规内窥镜。针对梯度折射率透镜内窥镜视场不足的问题,本文设计搭建了一套基于梯度折射率透镜的多目内窥镜系统,并建立了一套适用于该系统的特征点检测算法、图像融合算法、环形多目图像的拼接算法,观测记录样本图像并实现系统的视场拓展。本文的研究成果如下:（1）利用Solid Works软件设计多目结构,利用3D打印实现实体化,选用合适的梯度折射率透镜、中继透镜、相机等光学元件完成系统的搭建,对样本进行观测,获取其内窥图像。（2）针对梯度折射率透镜导致的桶形畸变,采用多项式畸变矫正方法进行矫正,减少由畸变引起的图像配准误差。针对鱼眼类型图像的周围存在黑色区域的问题,利用连续像素检测的方法,得到内窥图像的有效区域,并实现有效区域的像素值检测。（3）针对Harris方法检测时特征点数量随图片的不同而显著变化且分布不均的问题,建立改进型角点响应函数,进行两种阈值衡量测试,实现在不同样品特征条件下,特征点检出数量相对稳定的特性。特征点检测完成后,利用自适应非极大值抑制法筛选,获得准确、分布均匀的特征点。利用基于欧氏距离的最次近邻比值法,减少计算量的同时得到最优的匹配点对,最后利用随机抽样一致算法,计算得到图像的空间变换矩阵。（4）开展渐入渐出算法、最佳缝合线算法、像素灰度值取大融合等算法的图像融合对比实验,利用信息熵、能量梯度、标准差等评价指标对融合结果进行评定,最终确定采用像素灰度值取大的融合方法。针对采用常规拼接方法时由于累积误差而带来的匹配不准确、重影等现象,提出一种基于环形多目图像的新型图像拼接策略,该方法利用中心图像与周围图像都存在相同区域的特性,增大了融合图像之间公共区域的面积,实现更准确的多目图像的拼接融合,减少了重影等现象,最终得到了准确的大视场图像。最后进行视场拓展的量化分析,分析不同物距条件下系统的视场拓展能力,确定物距4mm处为系统的最佳工作区域,此时相比于单目系统,视场面积扩大了两倍以上,等效视场角扩大为78.7°。