对于仅衍射受限的光学成像系统,当波长一定时,若要获得被观测物体更多的细节,势必要增加光学成像系统的通光口径。然而随着光学系统通光口径增大,光学成像系统的重量、体积、制造和检测难度急剧增加,从而导致了成本飞涨。光学稀疏孔径成像系统可以解决通光口径与各种困难之间的矛盾,并且实现高分辨率成像。由于其直接成像的图像需要进行图像处理,因此各种数字图像处理中应用的方法都可以应用在光学稀疏孔径成像系统中。　　 本论文主要对光学稀疏孔径成像系统的基本理论、光束合成误差进行了理论研究和实验探索,并且研究、改造了两种盲解卷积图像复原算法,使其适用于光学稀疏孔径成像系统中。　　 根据衍射受限的非相干成像系统的成像机理,首先给出了光学稀疏孔径系统的简化模型。在此基础上讨论了光学稀疏孔径成像系统的成像过程和成像性能,发展了光学稀疏孔径成像系统图像复原算法和像质评价方法,推导了从物理模型到计算机仿真实验之间的采样变换关系。　　 其次,搭建了光学实验平台。用掩模板模拟光学稀疏孔径阵列排布形式,对光学稀疏孔径成像系统的成像机理进行实验方面的研究,获得了大量光学稀疏孔径成像系统直接输出的图像,为图像复原算法的研究提供了大量实验数据。　　 通过对相位误差的分析,结合以前的研究成果,给出了两种相位误差的数学表达形式,并且讨论了系统在受到相位误差和噪声影响时,图像复原算法的稳定性。　　 最后,研究了两种盲解卷积图像复原算法推导过程,分析各自的特点,提出了几点修正,使得这两种盲解卷积图像复原算法得以应用在光学稀疏孔径成像系统中,并且对两种不同算法的复原图像质量进行了对比评价。