毫米波辐射成像技术在遥感、盲降、导航、安检等军事、民事应用领域具有重要的实用价值。但是由于受天线孔径等原因的限制,使获得的毫米波辐射图像模糊、空间分辨率不高,针对以上问题,本文对提高系统自身的探测成像性能、对获得的毫米波辐射图像降噪复原处理、在降噪复原的基础上对图像进行边缘检测等关键问题展开了深入的理论分析和实验研究,主要内容包括：(1)分析了毫米波辐射测量理论；介绍了不同体制的毫米波辐射成像系统,在此基础上,给出了本文毫米波辐射成像的软硬件系统结构。(2)针对逐点扫描型毫米波成像系统,深入分析了影响毫米波辐射成像质量的各相关因素及制约关系,包括扫描方式的选取、空间分辨率与采样间隔、灵敏度、积分时间与扫描速度；推导了逐点扫描方式下的系统不确定性方程,为根据应用背景设置最佳扫描成像参数提供理论依据；针对平面逐点扫描的毫米波成像系统扫描方式引起的运动模糊现象,提出并实现了一种基于Radon变换和微分子自相关的算法对运动模糊长度和运动模糊方向进行估计的方法。(3)归纳总结了几种常用的图像质量测度标准；针对毫米波辐射图像的降噪处理,对已有算法进行优化,提出了小波自适应阈值降噪算法和基于数学形态学和维纳滤波的降噪算法,并对实际获得的毫米波辐射图像进行降噪处理,实验结果验证了算法的可行性和有效性；分析了毫米波辐射图像的退化原因,给出了毫米波辐射成像系统的退化模型,根据对运动模糊长度和运动模糊方向的估计结果,结合维纳滤波完成了图像的复原处理。(4)实现了基于微分算子的边缘提取算法和基于分水岭的图像分割算法,并对实际获得的毫米波辐射图像进行算法的实验验证。完成和给出了用于本系统的毫米波辐射图像预处理软件,为逐点扫描型毫米波成像系统实用化创造了条件。