波前编码系统通过在普通光学系统光瞳处添加非旋转对称的相位掩模板对入射光波进行编码，使光学系统的点扩散函数（PSF）或光学传递函数（OTF）对离焦像差不敏感，能够扩展光学系统的焦深。首先在较大的景深范围内形成差异极小的中间模糊编码图像，再通过数字滤波的手段得到清晰的解码图像。本文开展了针对波前编码图像复原中存在噪声放大问题的算法研究，分析了波前编码系统的成像特性并提出了具体的解决方案。本文首先基于对波前编码光学系统点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）的特性研究分析了波前编码系统的离焦不变特性，对波前编码系统的编码和解码理论基础进行了研究。通过对波前编码系统图像复原特点的研究发现解码过程中对噪声的放大严重影响了复原图像的效果，因此分析了波前编码成像系统的噪声来源建立了噪声模型和频率信噪比模型，并且定量计算图像复原中对噪声的放大率，结合信噪比的变化特性分析了中间图像和最终图像信噪比之间的关系。最后通过对波前编码系统的成像特性以及对图像复原中噪声放大等问题研究，提出了结合小波变换和LR滤波的改进复原算法，利用不同复原算法对含有噪声的编码图像进行图像复原，比较不同方法对噪声的抑制效果，实验结果表明改进的复原算法对噪声图像具有很好的复原效果。