视场和分辨率是用来评价一个光学系统重要的指标,大视场高分辨率的光学系统在密集场所人流监控、国土测量等方面有着广泛的应用。但是,对于传统的成像系统来说,在不使用分辨率更高的探测器或者性能更好的成像系统情况下,无法从根本上解决大视场与高分辨率兼顾的问题。因此,借助近年来迅速发展的计算光学手段,结合传统的成像光学系统,可以在仅提升少量的成本下兼顾大视场和高分辨率的性能^[1]。本文从多孔径成像技术出发,借助棱镜偏折视场的能力,设计出了可见光波段多孔径棱镜阵列光学系统,借助图像拼接配准等手段,可以实现重叠区域超分辨、未重叠区域不损失原有分辨率的大视场变分辨率的目标。现阶段多孔径成像系统依据探测器的相对位置可分为共心结构和平面结构,本文中选用棱镜阵列多孔径平面结构。平面结构的多孔径系统并未能较大幅度的增加视场角,借助棱镜对视场的偏折能力,即增加一侧的视场角同时减小另一侧的视场角,选取合适的楔角可以使得偏折后的视场大小和原视场大小近似,保证引入棱镜不会降低分辨率。同时,还可以利用复合棱镜组合消色差原理对引入的色差进行控制。在参考其他已经设计出的多孔径光学成像系统,本文对可见光波段的多孔径系统采用3?3阵列排布方式,设计指标要求最终的成像视场达到140??105?,实物尺寸不超过200mm?200mm?200mm。前期光学系统的设计完成后需要进行加工装调工作,利用优化好的系统实物进行实景的图像采集,将9个孔径获取的图像进行预处理以校正棱镜引入的畸变,将9张无畸变的图像进行插值并投影至高分辨率物空间网格,本文基于改进的SURF算法,利用亚像素级的图像配准重构出重叠区域超分辨、未重叠区域不损失原有分辨率的大视场成像效果。最终的结果满足系统规定的设计指标。