高超声速成像制导飞行器在制导飞行过程中,其成像光路上的流场较复杂,流场的可压缩性及其内部流动结构带来复杂的密度场分布,而这种在时间和空间上非均匀分布的密度场会对光线的传输产生复杂畸变影响。在飞行过程中,飞行器成像光学窗口还受到严重的气动热影响,气动热可导致窗口烧蚀变形进而改变窗口光学性质,同时气动热较强的红外辐射也会降低探测器的灵敏度。利用超声速喷管产生气膜将窗口与窗口外来流隔离开,实现对窗口的有效冷却,从而有效控制气动热对窗口物理性质的破坏。喷管后台阶效应和冷却气膜的介入为光路上的流场结构引入更加复杂的变化,流场的密度更难控制,使得光学成像质量下降、成像规律更加复杂。在国防科技大学高超声速炮风洞上开展了高超声速流场条件下光学头罩成像试验研究。结合互相关算法、光学传递函数获取算法、图像质量分析算法和图像滤波等数据处理方法,研究了 Ma=6.0不同喷流压比(Pressure Ratio of Jet,PRJ)下高超声速光学头罩成像质量特性,并结合背景纹影技术(Background-oriented Schlieren,BOS)获取了光线通过高超声速流场后的偏折信息,在此结果上研究了流场几何光学传递函数获取方法,结合维纳滤波对失真图像进行了校正研究。分析成像规律时发现引入喷流后光学头罩成像图像质量相对于无喷流条件下均较低,匹配喷流成像图像质量相对于过压和欠压状态较好。从定性和定量两方面对图像校正效果进行了评价。校正后图像灰度分布有明显的改善,图像PSNR值和SSIM值都有明显的提高。