复杂的环境中不仅存在着随机湍流使大气折射率产生着时刻的变化,还存在着各种遮挡物对光波振幅进行着调制,极大的影响了光学成像质量,成为限制目标清晰成像的主要因素。为了克服复杂成像环境对光学成像分辨率的限制,通常采用图像后处理技术、自适应光学技术等手段对成像质量进行恢复。图像后处理技术对图像的拍摄条件、样本的数量、图像的先验信息等都有特殊的要求,数据计算量大,很难做到实时或准实时。传统自适应光学技术虽然能对环境中的波前畸变进行实时的探测与补偿,但其在非等晕、大视场应用方面存在瓶颈,且系统复杂、成本昂贵、控制难度大,使其在小型化的设备领域很难普及其应用。除此之外,由于复杂成像环境中,光传输通道上可能存在的障碍物对目标光场进行了调制,不仅使目标光场信息缺失,还使系统无法通过传统自适应光学方法以被部分遮挡的扩展目标为信标获取波前畸变,使成像系统不能通过自适应校正来获取目标的清晰成像,导致传统自适应光学无法应用在存在障碍物的复杂成像环境中。计算成像将“先采集、再处理”的传统成像概念转变为“先编码处理、然后采集、最后解码复现”的计算成像概念,利用编码算法将高维信号投影变换到低维空间,再利用低维探测器对高维空间进行直接成像,最后采取算法解码获取目标多维信息,进而获取更丰富的目标信息。该技术具有突破Nyquist采样定理及衍射极限对成像效率和成像分辨率限制的原理优势,结合自适应光学成像技术,有望实现复杂信道中的高鲁棒性清晰成像。本论文中,结合计算光场成像系统优势,提出将计算光场成像技术应用于自适应光学成像的方法,区别于传统的相位共轭式自适应光学成像,计算光场自适应光学成像系统旨在以计算成像的相关处理方法消除复杂环境对成像光场振幅与相位的双重干扰。计算光场自适应光学中将目标和干扰的光场进行整体测量,再利用目标与干扰光场的四维光场信息分布特点,通过计算方法将其进行有效的区分、滤除。一方面能在大视角范围内对干扰导致的目标光场波前畸变进行探测复原,并以计算方式自适应的补偿成像空间中的复杂波前像差扰动。另一方面,可以对复杂环境中障碍物对目标光场成像的不良影响进行特定的滤除。与传统自适应光学成像方法相比,该方法具有较大的探测视场,可以直接以扩展目标作为信标进行波前信息解算。系统中无主动光学器件,无动态器件,以计算成像方法代替了机械变形镜等像差补偿结构,对成像空间中的复杂波前像差扰动进行自适应的补偿,像差探测、补偿动态范围大、系统设计紧凑、成本低廉,可以在补偿环境波前畸变的同时,在更高的光场维度消除成像光路中障碍物对成像的不良影响,最终获取目标清晰成像。