延长光学系统的焦深在需要有高分辨率的生物识别采集系统、需要大相对孔径的光学遥感器、电视摄像以及显微镜等许多实际应用中有着深远的应用意义。传统的光学系统焦深与相对孔径成反比,所以传统光学设计过程中,由于焦深与成像质量互为矛盾的两难处境而难于得到理想的结果。本文研究了一种利用光学与图像信息处理相结合的波前编码延长焦深技术很好地解决了这个问题。　　波前编码技术通过在光学系统入瞳处加入一个特殊设计的非球面掩膜板,对非相干波前进行编码,使光学系统在一定的范围内对离焦变化不敏感。后期则运用图像处理技术对中间图像进行图像恢复,最终得到清晰图像。这种新型的图像系统融合了光学和数字图像处理技术。它可以减少系统功耗,降低硬件复杂性与系统运算时间,大大扩大系统的焦深,使得系统在较大离焦范围内有很好的成像质量。　　本文设计得到具有延长焦深并保持高分辨率的对数位相掩膜板的数学模型。结合波前编码扩大焦深图像系统的特性,提出了具有良好特性的基于波前编码的图像恢复算法,明显改善了基于波前编码扩大焦深系统的成像质量。模拟测试了基于波前编码延长焦深功能的虹膜识别采集系统的运行效果,实验表明相对于普通图像系统能够识别的范围扩大了?5cm。与有关单位合作研发由键盘、数据通信、门禁电锁控制、语音、光源等组成的虹膜识别门禁控制电路。　　通过以上几方面的研究工作,完成了基于波前编码延长焦深技术的数学模型,并且对模型在虹膜采集上的应用进行了分析论证。从理论和计算机仿真两方面较系统全面地研究了波前编码延长焦深技术的原理和应用方法。