由于湍流大气的存在，电磁波经大气后，在满足近场近似条件下其振幅和相位将会产生一个随机的涨落（即波前畸变），进而引起天文图像像质的衰减。在过去的二十多年里，提出了许多旨在消除大气影响的高分辨成像方法，它们主要分为两类：一类是预探测补偿（active pre-detection compensation），如自适应光学，通过波前传感探测波前，并据此控制镜面形变对畸变波前进行实时补偿以校正大气。另一类是后探测补偿（passive post-detection compensation），如通过对系列短曝光像进行能谱统计重建的斑点干涉术（Speckle Interferometry），以及目前广泛使用的基于波前探测的图像复原方法。本文所论述的Phase diversity是一种后探测补偿方法，它是基于GS算法和Misell算法，在相位复原的基础上，结合图像复原技术，在实时性要求不高的前提下，提出的由强度测量恢复相位信息和重构目标星像的像复原方法，与以往的像复原相比，其最大的优点在于它不仅能够重建目标像，而且能够求解出入瞳波面的相位分布。论文首先从天文图像重建的数理模型入手，介绍了大气模型的相关知识、天文图像中利用斑点图进行重建的依据和成像系统的物理模型；接着介绍了目前在自适应光学中常见的三种波前传感器，图像重建技术中具有代表性的像复原方法；在文章的第三部分，首先从严格的数学方法推导出由强度测量恢复相位的原理，接着详细地介绍了GS算法、Misell算法和Phase diversity的原理；在文章的第四章里，通过Phase diversity方法我们实现了对单星和双星的波前重构和像复原，并给出了具体的实验步骤和最终的实验结果，在文章的最后，略述未来的工作计划。