傅里叶单像素成像是一种新型光学成像技术,其通过单像素探测器并借助相移算法获取物体图像的傅里叶频谱并对其进行逆傅里叶变换来重建物体的图像,在三维成像等领域中具有重要应用前景。提高成像质量是傅里叶单像素成像技术应用到实际领域中需要探究的问题之一。为此,本文从光源的离焦、环境背景光、物体反射光强度变化等维度探究傅里叶单像素成像质量的影响因素及优化。基于离焦模型和图像复原,理论和实验上研究光源离焦对傅里叶单像素成像的影响及优化。理论上引入描述光源离焦的高斯模型,分析离焦光源的傅里叶单像素成像,实验上以傅里叶基底图案调制的数字光投影仪为光源,通过改变光源的离焦参量,分析研究光源离焦对傅里叶单像素成像的峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR）的影响。得到了不同离焦参量下的图像重建结果,结果表明光源偏离焦点越多,成像质量越差,具体为重建图像峰值信噪比从28.4 d B下降至20.5 d B。为此,本文探索实现了一种融合自适应滤波和盲去卷积的成像质量优化策略,其中优化算法的掩膜尺寸可以根据离焦图像的峰值信噪比自适应选择,优化后的图像峰值信噪比提高了1.4 d B-4.0 d B。该结果对于傅里叶单像素成像应用于实际复杂环境具有重要意义。基于四步相移算法,理论和实验上分析研究环境背景光干扰下的傅里叶单像素成像,具体分析三种类型的背景光对傅里叶单像素成像的干扰规律,理论和实验结果表明:（1）直流背景光（背景光条纹的空间频率不变）存在时对傅里叶单像素成像质量没有影响;（2）调制背景光条纹的频率和相位与傅里叶基底图案相同的情况,不影响物体的重建图像质量;（3）调制背景光条纹的频率或相位与傅里叶基底图案不同的情况,会影响物体完整频谱的获取,导致成像质量不佳。该结果有助于促进傅里叶单像素成像应用于室外场景。在传统光学成像中,物体的反射光强度降低可能导致成像质量不佳。相应地,本文实验上探究反射光强度强弱（实验上通过旋转两个偏振片的偏振化夹角改变光强）对傅里叶单像成像质量的影响,结果表明随着物体反射光强度的降低,重建图像的质量也随之降低,当反射光强低于探测阈值时,物体重建图像无法正常识别。这一结果对于傅里叶单像素成像应用于远距离成像具有意义。