为了提高时间延迟积分互补金属氧化物半导体(TDI CMOS)图像传感器的成像质量，研究了TDI CMOS图像传感器中曝光时间的选取对成像质量的影响。基于行滚筒曝光读出原理，分别分析了曝光时间对信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)的影响机理，根据分析结果，提出在级数已选定的情况下，曝光时间的选取存在最优值，此时得到的图像质量较好。为验证结论，基于自主研发的TDI CMOS 图像传感器芯片及现场可编程门阵列(FPGA)开发板，搭建了TDI CMOS 图像传感器成像测试系统。实验中采用MTF×SNR 作为评价图像质量的指标，实验结果表明，在选定的相机参数下，积分级数为8级，光强为20 lx时，TDI CMOS 图像传感器曝光时间选取64 ms时所得到的图像质量最好，此时MTF×SNR 最大。

研究了时间延迟积分型面阵互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器调制传递函数（MTF）速度失配特性，在分析累加级数、像素尺寸、镜头放大倍数、行周期及电机运动速度失配等影响因素的基础上，建立了MTF速度失配模型。基于现场可编程门阵列(FPGA)开发板，搭建面阵CMOS图像传感器实现线阵时间延时积分（TDI）的CMOS测试系统。实验结果表明，在光强为3 lx，速度失配M(ΔV/V)<2，8级时间延迟积分与面阵成像相比，MTF值提高50%；当累加级数为8级，速度失配满足M(ΔV/V)=2的速度失配容限时，奈奎斯特频率处的MTF值下降10%，当速度失配达到M(ΔV/V)=10时，MTF值下降35%。