基于海空红外图像提出了海空大气模型，分析并研究了大气环境对红外热成像系统成像的对比传递函数。以红外热成像系统为例，对海空大气模型中斜程路径的大气对比传递函数进行了计算，分析了观测距离、大气密度、目标海拔高度、大气程辐射、路径天顶角对大气对比传递函数的影响。实验结果表明，大气传输路径的观测距离、大气密度、大气程辐射、天顶角与大气对比传递函数成反比。该结果可以用于预估实际应用时大气对红外热成像系统的影响，为提高红外热成像系统的成像性能提供基础。

基于物像频谱理论测量光学系统调制传递函数是目前能够快速检测近眼系统的方法之一，但由于在快速检测中各种参量会对检测结果产生明显影响，因而消除和补偿差量成为该方法能否成功应用的主要因素。本文重点分析了检测过程中误差来源，讨论了各种误差的影响大小及辨别清晰度的方法。针对对比传递函数测量的主要误差进行分析，结果表明：倾斜角度在±0.5°范围内，误差小于3%；并且亮度在0.6I~I (其中I 为CCD 在线性工作区内的最大亮度)，物距在±5 mm 范围内变化时，误差均小于1.5%。通过对实验数据的误差分析，既验证了实验方案的可行性，又对测量精度的提高有指导意义。

为了获得大数据量、高速图像下传的高分辨率CCD相机的实时传递函数，提出了一种基于图像快视与采集记录系统的CCD相机成像质量自动评价方法。应用计算机高速信息采集和存储技术，在分析对比度传递函数和调制传递函数之间关系的基础上，利用高对比度矩形靶标法计算CCD相机的传递函数，设计了传递函数实时计算系统，从而完成对CCD相机整机系统的像质实时评价。实验结果表明:当像元数达到20000个，采集速度达到3.2Gb/s时，该方法能够高速率并且准确实时地计算传递函数。

宽视场成像光谱仪采用线列光纤束进行视场折叠以改进其性能。作为一种特殊的光学元件，线列光纤除了具有传像功能外，还具有离散采样特性，这需要采用新方法评价其成像性能。以对比度传递函数的定义为基础，推导出线列光纤束的对比度传递函数解析表达式，据此研究了线列光纤传像束对比度传递函数的特性。结果表明，在极其靠近Nyquist频率及其分频的频域，对比度传递函数呈现出振荡现象，收敛速度与频率偏离量、光纤数相关，随着光纤数的增多呈现出明显的收敛趋势；在其他频域，当光纤数小于100时，对比度传递函数就收敛于平均值。对比度传递函数随初位置呈现出周期变化。

利用图像采集卡与计算机构成图像处理系统开发了一款软件, 用于采集显示CCD相机整机系统输出的图像并计算输出图像调制度, 为相机系统的综合像质评价提供依据。充分利用Matrox公司为其图像采集卡提供的二次开发函数库MIL库, 在VC++6.0开发环境中调用MIL库函数实现了相机系统输出图像的显示、存储和调制度计算等功能, 并对主要程序算法进行优化, 提高了软件的性能。实验室测试表明, 该软件能实时显示输出图像并进行相应的处理, 调制度计算结果准确, 软件运行稳定。利用图像采集卡自带的函数库开发图像显示和处理软件, 缩短了开发周期, 提高了软件运行可靠性。

采用同轴相位衬度成像方法，基于PGW理论获得的频域相位衬度传递函数，对于理想光源和多色X射线源，用计算机模拟分析了如何选择物像距离和空间频率以获取最佳相位衬度像。实际应用中要综合考虑具体成像实验装置对于物像距离的可调范围以及成像分辨率的要求。对于具有一定谱宽的X射线源，应选择谱宽尽量小的源，以获得含信息量丰富、分辨率高的图像。

简要分析了非扫描激光成像的技术优势,介绍了利用条纹管实现非扫描激光成像的工作原理,说明了图像空间分辨力与系统距离精度的对应关系。对影响图像空间分辨力的主要因素进行了理论分析,得到了系统总空间分辨力与各单元器件空间分辨力和放大倍率的对应关系,在此基础上,对现有条纹管成像系统进行了相应的计算,得到了空间分辨力的理论预期值；最后,提出了一种基于分辨力板成像的系统空间分辨力测试方法,设计了相应的验证实验,对实测图像进行了去噪处理和数据分析,得到了图像的衬比度传递函数(CTF)曲线,通过衬比度传递函数分析,计算出了成像系统的实际空间分辨力,并将实测的分辨力数据与理论值进行了对比分析。

光纤倒像器是一种特殊类型的光纤板，可将传递图像直接倒转180°并应用于像增强器。由于光纤倒像器的特殊结构，造成光纤随着距扭转轴心的距离增加，数值孔径和光通量逐渐下降。相对于光纤板，光纤倒像器在透过率和对比度传递特性上均有一定程度的下降。通过改进玻璃系统，在一定程度上降低芯皮玻璃间离子扩散和相互渗透的程度，可提高光纤倒像器的实际数值孔径；通过调节EMA吸收量，既能满足像增强器对光纤倒像器荧光屏透过率的要求，又能保证最大程度地吸收光纤中逸出的杂散光，提高对比度。选择合理的芯皮比，不仅可弥补因扭转拉伸造成的皮层厚度减薄，还可进一步增加皮层厚度，抑制光从光纤中逸出。通过以上改进，可改善光纤倒像器的对比度传递特性。

本文采用直接对矩形波板成像的办法,测得系统的对比传递函数,然后再利用系统对比传递函数与系统的调制传递函数的关系,得到系统的调制传递函数.该方法克服了传统刀口扫描法的缺陷,消除了由于离散型光学元件的离散性产生的空间非平移不变性的影响,减小了测量误差,提高了精确度.