目前,光学成像系统为了满足人们对图像质量的要求,其结构设计、系统研发和后期处理变得越来越先进。传统复杂光学系统为消除透镜成像的图像模糊,结构设计越来越复杂,这提高了生产和使用成本。计算摄影技术是近年来被大量研究的一种计算机成像技术,该技术运用计算机,结合数字传感器进行数字化处理,以代替沉重昂贵的组合镜头。本文的研究所基于单透镜成像系统的镜头由1到3个镜片组成。为了消除单透镜成像系统拍摄过程中所造成的图像模糊,论文提出一种图像复原算法,主要研究内容如下:(1)研究分析单透镜系统成像导致图像模糊的退化过程和原理;分析单透镜成像系统特殊的光学特性造成的模糊核的结构特点,将单透镜图像复原问题转化为一个多通道盲去卷积问题,在此框架下对单透镜图像复原问题建模。(2)针对由单透镜成像系统所得到的模糊图像,论文提出基于多通道约束的单透镜图像复原算法,该算法利用新的模糊核与图像先验信息,以增加所估计的模糊核,即点扩散函数的精确度,进而提高最终图像复原质量。(3)采用稳健交替方向乘子法优化算法对图像复原凸优化问题进行迭代求解,该算法基于交替方向乘子法优化算法框架,对参数具有一定稳健性,增加了算法的适用性和单透镜计算成像系统的实用性。(4)基于仿真图片和实际单透镜成像图片对提出的算法进行实验验证,结果表明:本文提出的算法基于多通道先验,利用了更多的单透镜图像的结构特性,在解决单透镜模糊图像的盲去模糊问题中,相比各自独立的,分别处理的单通道盲去模糊算法,体现出更好的效果。单透镜计算成像系统利用计算摄影技术,将简单光学系统代替复杂光学系统。这其中带来的技术革命和制造成本的大大减小,使得单透镜成像系统成为近几年数字图像处理研究领域中的热点,在后续的工业制造和产品使用上必将带来更多的应用。论文所研究内容刚刚起步,尚处在理论方法研究阶段,还需要更多创新性的研究工作,不断完善计算成像技术,使之形成成熟的应用。