近年来，随着计算机技术的迅速发展，图像处理技术在空间科学实验中得到了广泛的应用。本文在图像处理中的几项关键技术的研究基础之上，结合相应的空间科学实验环境特点，将相关技术应用于空间科学实验图像的处理过程，取得如下几项创新成果。　　 空间胶体晶体生长实验是在天宫一号实验舱内进行的一项空间科学实验，是一项国际合作项目。该实验实现了国际上首次长时间外太空环境下对胶体晶体生长实施变压衍射观测，在凝聚态物理实验方面具有领先性，获得了珍贵的可控变压环境下晶体生长的观测图像。从天宫一号搭载的空间胶体晶体生长观测实验图像的特点出发，分析了CCD相机拍摄的科学实验图像的特点。此分析可以为进一步改进相机和实验装置提供有力的参考，并为以后类似空间科学实验的图像处理方法提供有效借鉴。　　 研究了图像增强相关算法的特点；结合空间实验图像的特点，设计了以高反差保留图像增强算法为主的图像增强算法，有效地提取了空间实验图像中Kossel线分布的区域；实验结果表明该算法提取的Kossel线区域对比度很强，效果令人满意。　　 在各种图像滤噪算法的研究分析基础之上，重点研究了差值图像中噪声的空间分布特性和符号分布特性，提出了一种基于形态学的简单滤除噪声的算法；实验表明，经过图像增强处理的空间实验图像经过该噪声滤除算法的处理之后，在保留Kossel线轮廓的基础之上，噪声滤除效果令人满意。　　 在概述数据挖掘领域内聚类分析方法的基础之上，结合空间胶体晶体生长图像的特点，分析了经过图像增强和滤噪处理后图像所包含的信息分布特点，根据处理需求设计了一种结合聚类分析和迭代拟合方法的重要信息提取方法。结果表明提取Kossel曲线的相关有效信息的处理效果令人满意。　　 研究了当前在连续图像或者视频中判断目标运动方向的方法，在此基础之上，设计并实现了一种新颖的基于差值图像数值符号分布特性的判断目标运动方向的方法，计算复杂度低。实验结果表明该方法在背景画面同一，目标运动速度不是很快的连续画面中判别目标运动方向具有很好的效果。