随着航天技术的发展,对航拍图像的要求也越来越高。但获取高分辨率的图像往往需要较长的曝光时间,如果在曝光过程中被摄物与航天相机之间存在相对运动。则获得的图像会因运动模糊而退化。本文要解决的问题就是找到一种能够恢复已经被模糊的图像的方法。首先介绍了运动模糊图像恢复需要的理论基础,给出了运动模糊的图像退化模型,特别分析了匀速直线运动造成的模糊的特点,以及基于这些特点形成的恢复方法。从理论上推导出了一种新的连续PSF离散化方法,该方法比常用的离散方法更加的精确。找到了适合运动模糊图像恢复的GMG和LS图像质量客观评价方法,与主观评价结果吻合。简单介绍了目前常用的一些图像恢复方法,并对这些方法在不同噪声强度下的性能进行了比较,分析了它们各自可能适用的场合。通过对运动模糊积分过程的分析,得到了一种新的运动模糊PSF的计算公式,即通过相对位移的速度计算PSF。并据此给出了一种运动模糊图像恢复的方法,通过快速CCD在主CCD曝光的过程中获得一系列清晰的较低分辨率的黑白图像序列,并根据这些图像序列计算相对位移信息,最终得到模糊过程的PSF。该方法能够估计变速运动的PSF,突破了目前大多数方法只能估计匀速直线运动模糊PSF的限制,并具有较强的抗噪声能力。利用多线程软件编程实现了对两个CCD的同步曝光控制,用实验验证了本文提出的运动模糊图像恢复方法的有效性,并详细分析了对恢复结果造成影响的主要因素。