针对闪光照相系统模糊较大、成像信噪比低的特点，提出了一种基于约束共轭梯度的闪光照相图像复原算法，将闪光照相图像复原问题转化为一个约束优化问题，引入基于非负、中值滤波和偏微分方程的光滑约束条件，并利用约束共轭梯度法迭代求最优解。数值试验表明，该算法能较好再现图像边缘信息，复原出的图像在信噪比和视觉方面都有较大提高。

高能闪光照相中，散射是影响密度反演精度的主要因素。论文提出了加工工艺比多孔网栅更简单的板阵栅降散射器件，理论分析和MC模拟结果表明，板阵栅的降散射效果与多孔网栅大致相当。针对使用板阵栅（多孔网栅）后剩余的少量散射，通过理论分析，提出了一种进一步降低散射影响的方法，该方法能使剩余散射进一步降低2～3倍，从而进一步降低了板阵栅的加工难度。

鉴于CCD相机系统在奈奎斯特频率附近出现的较严重的像元对信号的调制现象,提出了一种空间全分辨的概念,对CCD的调制传递函数（MTF）进行了分析。模拟了高能X光闪光照相环境及CCD器件性能参数对CCD的MTF的影响。得出了CCD相机极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,高能X光闪光照相环境是影响CCD的MTF的重要因素的结论。在CCD像元尺寸受限的情况下,尽量减少高能X光闪光照相环境的影响成为改善CCD相机MTF的最有效途径。

研究了客体模型FTO的闪光照相系统X光输运过程,给出了直穿照射量、散射照射量、直散比、直穿照射量能谱、散射照射量能谱、直穿X光通量能谱和散射X光通量能谱在记录平面的空间分布.结果表明后锥是照射量散射成分的主要来源,后锥照射量占总散射量97%;后锥也是造成散射的空间分布不均匀的主要器件,这一不均匀性高达58%.照相系统的最小直散比非常小,表明锥造成的散射已经严重地淹没了直穿(轫致辐射)信号.计算中使用高空间分辨率记录法进行分点,合成图像对吸收系数的复原结果与国外报道的结果相符.

针对闪光照相图像低信噪比的特点，提出了一种自适应的图像重建算法。该算法以代数法（ART）迭代重建为基础，在迭代重建过程中引入了两个权重矩阵，其中一个矩阵用来控制重建过程中的高频分量以保持重建结果的边界；另一个矩阵控制重建结果的平坦区域以提高重建结果的信噪比。通过在迭代过程中更新这两个矩阵来实现图像的自适应重建。数值模拟结果表明，相对于传统的单准则ART重建算法，该方法具有更好的抗噪能力和边界保持能力。

通过理论分析，确定了MeV级多孔网栅的设计目标、拟采用的照相布局及图像接收系统。在此基础上，通过蒙特卡罗模拟和理论分析，确定了网栅的主要参数，包括网栅厚度、孔径与孔间距和W薄片厚度，并研究了加工误差和非理想照相因素对网栅性能的影响，最后给出了原理样机的设计参数。针对原理样机开展了数值模拟，利用模拟图像进行了网栅图像修补与插值等图像预处理工作，初步验证了原理样机在实际应用中的可行性。

为了在客体密度重建过程中采用迭代法扣除散射X射线的影响，提出了以散射分布均匀为主要目的的闪光照相系统设计思想。在介绍散射分布均匀性定义的基础上，分析了均匀扣除散射所带来的光程差。采用蒙特卡罗方法研究了系统放大倍数、照相距离以及后防护锥到图像接收系统的距离对散射分布均匀性的影响。结果表明：后防护锥到图像接收系统的距离是影响散射分布形状和散射照射量大小的一个主要因素；当后防护锥到图像接收系统的距离为55cm左右时，散射分布均匀性近似最佳，而且照相距离越大，散射分布均匀性越好。这些研究结果可用于实际闪光照相系统的优化设计，在图像接收系统的响应范围内达到使散射分布均匀和降低光源模糊影响的目的。