由于光学像差的存在,仅使用简单透镜进行多通道成像会出现严重的模糊现象。为解决这一问题,现代的光学成像系统通常使用几十个具有不同像差的透镜,利用其正负像差的相互抵消来减弱像差,最终提升成像质量,但这种方法导致成像系统具有设计复杂、体积大、成本高等问题。现在的许多应用领域,比如遥感拍摄、作战侦查、国防监控等,都有对轻便的简单透镜成像系统的迫切需求,因为这种体积小、轻量级的成像系统能够更好地被装载和使用。因此,本文提出了一种基于简单透镜的成像复原方法,即通过对简单透镜所成的模糊图像进行图像复原来获得高品质的图像,本文的具体工作如下:(1)针对简单透镜所成的RGB离焦模糊图像,提出了一种联合自适应梯度稀疏和通道间相关性的复原算法。该算法对模糊图像三个颜色通道的平滑区域点和边缘点采用不同的稀疏约束,同时利用三个通道间的梯度相关性,借助最小模糊通道保留的边缘信息复原其它通道的边缘信息。仿真实验结果表明,该算法对简单透镜获得的模糊图像复原质量较高、视觉效果较好。(2)针对简单透镜所成的多光谱离焦模糊图像,提出了一种基于引导图像梯度的复原算法。该算法基于多光谱图像的通道间相关性(多光谱图像可以使用较少的基底图像的线性组合近似表示),计算得到每个模糊图像的引导图像,然后联合引导图像和原始估计图像的梯度相似性约束和图像梯度的稀疏性约束,对模糊图像进行复原估计。实验结果显示,该算法提升了离焦模糊多光谱图像的复原质量和视觉效果。