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。

提出了多次采样叠加下时间延迟积分(TDI)CMOS图像传感器沿扫描方向的调制传输函数(MTF)分析模型。基于行滚筒曝光读出原理，研究了一个行时间内采样次数、叠加次数、TDI级数和速度失配比对扫描MTF的影响机理。为验证扫描MTF模型，基于TDI-CMOS图像传感器将连续视场映射为离散图像的几何和能量传输关系分析，建立了成像仿真系统并利用刃边法计算MTF曲线。仿真结果表明，扫描MTF随着采样次数增加而增大；当采样次数固定，扫描MTF随着叠加次数增大而减小；扫描MTF随着速度失配比和TDI累加级数增大而减小。

本文针对受到大气模糊的中巴地球资源卫星二号星(CBERS-02)的遥感影像数据，提出一种利用卫星成像时刻气象参数估计大气MTF(MTF: Modulation Transform Function)的影像恢复算法。该方法利用遥感影像成像时刻的当地气象数据，首先对大气湍流MTF 和气溶胶MTF 进行估计，然后通过这两种MTF 的简单乘积得到整个大气效应的调制传输函数，进而利用一种改进的迭代维纳滤波算法实现影像恢复。结果显示，恢复后影像的MTF 曲线所覆盖的面积明显大于原始影像，进一步验证了本文算法的有效性和可行性。