随着社会的发展,人们对于微型化大视场光学系统的需求与日俱增,传统的光学系统因为衍射效应的限制,在小型化的同时难以兼顾分辨率和视场角,因此需要研究新型光学系统。仿昆虫复眼成像系统因其体积小、结构紧凑、视场大等优势,在军事和民用领域都有着巨大的应用潜力。本文研究在实验室既有九眼仿生复眼实验系统的基础上进行,该实验系统是一种基于微端面光纤面板的多孔径重叠型复眼系统,其九个仿生复眼的大视场成像,不仅需要有效的视场拼接算法合成全景图像,而且要求系统响应均匀。因此,本文着重研究了非均匀性校正方法和图像拼接算法。由于仿生复眼系统的大视场(约74.3?)使得现有积分球不能同时为所有子眼提供均匀光照输入,为此,本文结合三维电位移台搭建了非均匀性检测系统,每次为单个子眼提供均匀光照,通过图片裁剪拼贴的方式合成均匀光照输入下的响应输出图像,通过阈值分割的方法确定出有效像素从而计算非均匀性。在确定系统输出与输入成线性关系的基础上,提出了基于最小二乘和分色彩通道处理的非均匀性校正方法,实验结果表明该方法可以有效改善系统的非均匀性并减少偏色,校正前各色彩通道的非均匀性均超过50%,校正后R、G、B通道的非均匀性分别降到了9%、5.5%和3%以下。传统的SIFT/SURF算法适用范围广,但效率较低,本文结合系统需求及成像特点,提出了基于图像重叠度先验的仿生复眼成像系统图像拼接算法。算法将两幅待拼接图像分为重叠区域和非重叠区域,用SURF算法在重叠区域提取特征点,用BRIEF描述子对特征点进行描述,用汉明距离匹配对特征点做初始匹配;用RANSAC算法和匹配特征点对连线角度一致化原则提纯特征点对;最后用渐入渐出法对配准后的图像进行融合得到拼接图像。子眼图像分层拼接后再按层依次拼接得到最后的全景图像。实验表明:相比于SIFT算法,拼接速度提升了2-3倍;相比于SURF算法,拼接速度也提升了50%左右;同时可保留更多的正确匹配,使得图像配准和拼接的结果更加可靠。本文研究成果为进一步开展相关工作提供了技术支持,对促进仿生复眼成像系统实用化有着实质性的帮助。